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ペンシルバニア大学およびドイツ・ドレスデン工科大学の研究者らは、重度の歯周病などの疾患と関節炎との関連性が骨髄に辿り着くことを実証した。免疫系は記憶する。この記憶は、過去に細菌やウイルスなどの脅威と遭遇したときに呼び起こされたもので、多くの場合は財産となる。しかし、その記憶が慢性炎症のような体内の要因によって呼び起こされた場合、誤った免疫反応を永続させ、有害なものになる可能性がある。ペンシルベニア大学歯学部の研究者らは、ドレスデン工科大学の研究者を含む国際チームと共同で、自然免疫記憶が、ある種の炎症状態（この例では歯周病）を引き起こし、骨髄の免疫細胞前駆体に変化を与えることによって、別のタイプの炎症（ここでは関節炎）に対する感受性を高めるメカニズムを明らかにした。研究チームは、マウスモデルを用いて、骨髄移植を受けた患者が、そのドナーが炎症性歯周病であった場合、より重度の関節炎を発症する傾向があることを実証した。このCellに掲載された論文は「骨髄造血の不適応自然免疫トレーニングと炎症性合併症の関連（Maladaptive Innate Immune Training of Myelopoiesis Links Inflammatory Comorbidities）」と題されている。「歯周炎と関節炎をモデルにしているが、今回の発見は、これらの例を凌駕している。これは、実際、中心的なメカニズムであり、様々な併存疾患との関連性の根底にある統一原理だ。」と、ペンシルベニア大学歯学部教授で、この研究の責任著者であるジョージ・ハジセンガリス博士は述べている。研究者らは、このメカニズムが、骨髄ドナーの選別方法の再考を促すかもしれないと指摘している。なぜなら、基礎にある炎症性疾患によって引き起こされたある種の免疫記憶を持つドナーは、骨髄移植を受けた人を炎症性疾患の高いリスクにさらすかもしれ

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運動で糖尿病がもたらすダメージに対抗する一つの方法は、糖尿病によって既存の血管が破壊されたときに新しい血管を成長させるという人間の自然なシステムを活性化させることであるという報告がなされた。 ジョージア医科大学（MCG）血管生物学センターの専門家は、「血管新生とは新しい血管を形成する能力であり、糖尿病は既存の血管を傷つけるだけでなく、病気や怪我に直面したときに新しい血管を育てるこの生来の能力を阻害する」と述べている。 内皮細胞は我々の血管を覆っており、その新しい血管の成長に不可欠だ。このたび、MCGの研究者らは、糖尿病の場合、45分間の適度な運動でも、より多くのエクソソームが、血管新生を開始させるタンパク質ATP7Aをこれらの細胞に直接多く供給できることを初めて明らかにした。研究グループは、2022年2月10日にThe FASEB Journalに掲載された論文でこのことを報告している。このオープンアクセス論文は「2型糖尿病において運動が循環系エクソソームの血管新生機能を改善する。エクソソームSOD3の役割（Exercise Improves Angiogenic Function of Circulating Exosomes in Type 2 Diabetes: Role of Exosomal SOD3）」と題されている。 特にパンデミック時には、我々が頼りにしている最も洗練された効率的な配送サービスとは異なり、エクソソームが運ぶものは、どこから来てどこへ向かうかによると、MCG血管生物学者で循環器内科医の深井透医師は言う。深井教授と共同研究者のMCG血管生物学者である深井（牛尾）真寿子博士は、これらの有用なエクソソームの起源についてまだ確信を持っていないが、それらが内皮細胞に届けられる場所の1つは明らかであると述べている。2型糖尿病モデル動物と健康な50歳代の被

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韓国基礎科学研究所のゲノム工学センターの研究者らは、転写活性化因子様エフェクターリンクデアミナーゼ（TALED）と呼ばれる新しい遺伝子編集プラットフォームを開発した。TALEDは、ミトコンドリア内でAからGへの塩基変換を行うことができる塩基編集酵素である。この発見は、ヒトの遺伝子疾患を治療するための数十年にわたる旅の集大成であり、TALEDは遺伝子編集技術におけるパズルの最後のミッシングピースと考えることができる。 1968年の最初の制限酵素の同定、1985年のポリメラーゼ連鎖反応（PCR）の発明、そして2013年のCRISPRを用いたゲノム編集の実証と、バイオテクノロジーにおける画期的な発見のたびに、生命の設計図であるDNAを操る能力がさらに向上してきた。特に近年、「遺伝子のハサミ」と呼ばれるCRISPR-Casシステムの開発により、生きた細胞のゲノム編集を網羅的に行えるようになった。これにより、ゲノムから変異を編集することで、これまで治すことができなかった遺伝病の治療に新たな可能性が生まれた。しかし、細胞の核ゲノムでは遺伝子編集がほぼ成功しているのに対し、独自のゲノムを持つミトコンドリアの編集には失敗している。ミトコンドリアは、細胞の発電所と呼ばれる小さな細胞内小器官で、エネルギーを生み出す工場としての役割を担っている。エネルギー代謝に重要な小器官であるため、ミトコンドリアの遺伝子に変異が生じると、エネルギー代謝に関わる重大な遺伝病の原因となる。 ゲノム工学センターのキム・ジンス所長は、「ミトコンドリアDNAの欠陥によって生じる極めて厄介な遺伝病がある。例えば、突然両目が見えなくなるレーバー遺伝性視神経症（LHON）は、ミトコンドリアDNAの単純な一点変異が原因だ。」と述べている。もう一つのミトコンドリア遺伝子関連疾患は、乳酸アシドーシスと脳卒中様エピソードを伴うミ

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脂質代謝は心血管系疾患や2型糖尿病の発症に重要な役割を担っている。しかし、その分子的な関係についてはほとんどわかっていない。ドイツ糖尿病研究センター（DZD）のファビアン・アイケルマン博士率いる研究チームは、最新の分析法であるリピドミクスを用いて、心血管疾患および2型糖尿病に対して統計的に関連する脂質を特定した。さらに、不飽和脂肪酸（FA）の比率を高めた食事により、リスク関連脂質が減少し、低リスクの脂質が増加することを明らかにした。この研究成果は、2022年4月15日付の『Circulation』に掲載された。このオープンアクセス論文は、「ヒト血漿中の深部リピドミクス-心代謝疾患リスクと食事脂肪調節の効果（Deep Lipidomics in Human Plasma-Cardiometabolic Disease Risk and Effect of Dietary Fat Modulation）」と題されている。 心血管疾患は、世界における死亡原因の第1位であり、年間約1800万人が亡くなっている。2型糖尿病の患者は、心臓発作や脳卒中にかかるリスクが2～3倍高くなると言われている。罹患者数は数十年にわたり着実に増加し続けている。ドイツではすでに800万人以上の人が2型糖尿病を患っている。科学的な予測によると、この数字は2040年までに約1,200万人にまで増加すると言われている。そのため、糖尿病の発症を予防あるいは軽減するために、疾患の発症を早期に示すバイオマーカーを特定することが強く望まれている。これまでの研究から、心血管疾患や2型糖尿病は脂質代謝と密接な関係があることが明らかになっている。これらの関係を分子レベルで解明するために、科学者らは数年前からリピドミクス分析を利用している。これは、血漿中の脂肪酸プロファイルを非常に詳細に把握することができる最新の分析手法で

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40年程前から、製薬会社は遺伝子操作された細胞を小さな医薬品工場として使っている。このような細胞は、癌や関節炎などの自己免疫疾患の治療に使われる薬物を分泌するようにプログラムすることができる。標準的な実験室で単一の生きた細胞を素早く選別する新技術によって、新しい生物学的製剤の開発・製造に繋がるかもしれない。UCLAの研究チームは、「ナノバイアル」と呼ばれる微細なボール状のハイドロゲルコンテナーを用いて、細胞の種類や分泌する化合物、その量に基づいて細胞を選別する能力を最近実証した。この研究は、2022年3月24日、学術誌『ACS Nano』に掲載された。この論文は「超並列単一細胞機能解析およびソーティングのための浮遊性ハイドロゲル・ナノバイアル（Suspendable Hydrogel Nanovials for Massively Parallel Single-Cell Functional Analysis and Sorting）」と題されている。この技術は、生物学の基礎研究を進展させる可能性もある。 本研究の責任著者であり、UCLA サミュエリ工学部のアーモンド＆エレナ・ハラペチアン工学・医学部教授 であるディノ・ディカルロ 博士は、「この技術により、タンパク質コード化遺伝子の大部分を占める重要な生物学的過程について、科学界は新しい洞察を見出すことができる。私は、単細胞を生物学の量子限界と考えている。ナノバイアルは、その基本的な限界である単一細胞へのペトリ皿の進化なのだ。」と語った。 UCLAのカリフォルニア・ナノシステム研究所とUCLAジョンソン総合癌センターのメンバーでもあるディカルロ博士は、ナノバイアルを使うことで、細胞分泌物を測定するための他の機器の限界を克服することができると語っている。より一般的な方法は、マイクロウェルプレートと呼ばれる小さなプラスチ

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2022年4月1日、INOVIQ Limited（ASX:IIQ）は、世界初のエクソソームを用いた卵巣癌スクリーニング検査の開発に向けて、クイーンズランド大学との協力関係を拡大したことを発表した。この研究は、卵巣癌の正確なバイオマーカーの供給源としてエクソソームを利用するものだ。エクソソームは、細胞外小胞（EV）の一種で、すべての細胞から血液、尿、唾液などの生体液中に放出される小粒子（直径約30～150nm）だ。エクソソームは、DNA、RNA、タンパク質、脂質などさまざまな種類の生理活性分子を含んでおり、親細胞に関する重要な情報を伝えることから、バイオマーカーの同定、病気の診断や治療に利用されることが期待されている。イノベック社のEXO-NET技術は、血液中のエクソソームを効率的に捕捉し、癌、炎症、代謝、神経変性疾患など様々な疾患をより早く正確に発見するために、複数のバイオマーカーをアルゴリズムで組み合わせたマルチオミクス診断検査の開発を可能にするものだ。 背景-クイーンズランド大学の説得力ある初期データ 2021年7月28日、イノベック社は、クイーンズランド大学の研究者がエクソソームタンパク質とマイクロRNA（miRNA）バイオマーカーを特定・検証し、OCRF-7アルゴリズム1において組み合わせると、500サンプルのレトロスペクティブケースコントロール研究でステージ1および2の卵巣癌を90%以上の精度で検出できたことを発表した。さらに、クイーンズランド大学は、関連するエクソソームバイオマーカーの分離のために、クイーンズランド大学の自家製サイズ排除クロマトグラフィー法と比較して、イノヴィックの特許取得済みEXO-NETパンエクソソーム捕捉製品の初期評価を実施した。クイーンズランド大学の研究者は、EXO-NETはエクソソームバイオマーカーを簡単かつ迅速に、高い純度と収率で

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「物理学を専攻した当初は、力学が癌の生理病理学においてこれほど重要な役割を果たし、医学に役立つ可能性があることを発見するとは想像もしていなかった」と、キュリー研究所の機械工学および発生・腫瘍遺伝学チーム（CNRS UMR168/ソルボンヌ大学）のインセル研究ディレクター・教授のエマニュエル・ファージ博士は説明する。彼は同僚とともに、マウスの大腸癌発生における機械的圧力の驚くべき役割を明らかにした。この発見は、ヒトのさまざまな種類の癌に対する新しい治療法の道を開くものだ。 幹細胞の数が2倍にファージ博士は、キュリー研究所のマリア・エレナ・フェルナンデス＝サンチェス博士と彼女のチーム、およびソルボンヌ大学を含む他の研究機関の共同研究者とともに、大腸の自然収縮によるβカテニンという生化学経路の機械的活性化が、大腸内の幹細胞の生理量を維持するために必要であり、一方、腫瘍による永久増殖圧によってこの経路が過度に活性化すると、増殖する幹細胞が病的に倍増していることを突き止めた。さらに、癌幹細胞のマーカーが増加していることも発見された。これは、過度の増殖が、癌幹細胞に組織への侵入能力や治療への抵抗力を与えていることを示すものである。そこで研究チームは、関連する生物学的メカニズムの探求を続け、Retキナーゼと呼ばれるタンパク質がβカテニン経路の上流で役割を果たしていることを、マウスを用いて確認した。そして、キュリー研究所病院グループの診断・治療医学部門、Pathex実験病理プラットフォームのメディカルマネージャーであるディディエ・メセウ医学博士のチームは、この同じ生化学的経路がヒト結腸癌細胞で過剰活性化していること、この過剰発現は他の9つの悪性固形癌でも見られることを確認した。これらの観察結果は、多くの種類の癌、特に予後不良の卵巣、肺、膵臓の癌に対する標的治療法を生み出す可能性がある。こ

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免疫療法は多くの癌患者を救うことに成功したが、それでも大多数の患者にはこれらの治療が効かないため継続的な研究が必要だ。2022年4月20日、スローンケタリング研究所（SKI）の研究者は、最近発見された新しい免疫細胞が免疫療法の良いターゲットになる可能性があり、反応する人としない人のギャップを狭めるのに役立つかもしれないという期待についてNature誌に報告した。この論文は「自己反応性自然免疫型T細胞を介した癌免疫のプログラム（Programme of Self-Reactive Innate-Like T Cell-Mediated Cancer Immunity）」と題されている。この新しく発見された細胞は、科学者達がキラー自然免疫様T細胞と呼んでいるが、多くの免疫療法の従来の標的である細胞障害性（別名「キラー」）T細胞とは、注目すべき点で異なっている。1つは、細胞傷害性T細胞のように長時間の活動で疲弊することがないことである。そして、癌が潜んでいる組織により深く入り込むことができる。これらのユニークな性質が、免疫療法のターゲットとして魅力的なのだ。「このキラーT細胞は、癌治療の標的として、あるいは遺伝子操作によって利用できると考えている。従来のT細胞よりも固形癌に到達して死滅させる能力が高いかもしれない。」と、SKIの免疫学者で今回の研究の主執筆者であるミン・リー博士（写真）は述べている。 細胞を特徴づけるものを突き止めるリー博士のチームは、2016年にこの珍しい細胞集団の存在を初めて報告した。そのとき、この細胞が癌細胞を殺す力を持っていることは彼のチームにとって明らかだったが、この細胞がどこから来たのか、どのように働くのかについてはほとんど分かっていなかった。この新しい研究のために、リー博士と同僚らは、単一細胞解析やCRISPRゲノム編集などのさまざまな技術を駆使し

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ワイルコーネルメディスンの研究者らは、脳に常駐する免疫細胞の重要なシグナル伝達経路を阻害することで、脳の炎症を鎮め、それによりアルツハイマー病やその他の神経変性疾患における病気の進行を遅らせることができる可能性を示唆した。この研究結果は、神経変性疾患に対する新たな治療戦略の可能性を示している。神経変性疾患は、高齢者に比較的よく見られる疾患で、今のところ、有効な疾患修飾治療法がない。 脳の炎症、特にミクログリアと呼ばれる脳内の免疫細胞の活性化を介した炎症は、神経変性疾患の共通の特徴として長い間指摘されてきた。また、タウと呼ばれる神経細胞タンパク質の異常な糸状の凝集体『タングル』が広がることも、これらの疾患の特徴としてよく知られている。研究チームは、このタウの絡まりが、NF-κB経路と呼ばれる多機能シグナル伝達経路を介して、ミクログリアの炎症活性化の引き金となることを明らかにした。タウに基づくアルツハイマー病モデルマウスでミクログリアのNF-κBシグナルを阻害すると、免疫細胞が炎症状態から大きく脱却し、動物の学習・記憶障害が回復した。 2022年4月12日にNature Communicationsに掲載されたこのオープンアクセス論文は、「ミクログリアNF-κBは、タウ障害マウスモデルにおいてタウの拡散と毒性を促進する（Microglial NF-κB Drives Tau Spreading and Toxicity in a Mouse Model of Tauopathy）」と題されている。 「今回の研究結果は、NF-κBの過剰な働きを抑制することが、アルツハイマー病やその他のタウ変性疾患における優れた治療戦略となる可能性を示唆している」と、ワイルコーネル医学大学ファイルファミリー脳・精神研究所で、ヘレン＆ロバートアペルアルツハイマー病研究所所長、バートンP＆ジュディ

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ヒトの染色体では、DNAがタンパク質で覆われ、非常に長いビーズのようなひも状になっている。この「ひも」は、細胞が遺伝子発現を制御したり、DNAの修復を促進したりするなどの機能を持ち、多数のループに折り重なっていることが知られている。MITの新しい研究によると、これらのループはこれまで考えられていたよりも非常に動的であり、寿命も短いことが示唆された。今回の研究では、研究チームは生きた細胞内のゲノムの動きを約2時間にわたって観察することができた。その結果、ゲノムが完全にループしている時間は全体の3〜6%に過ぎず、ループは10〜30分程度しか持続しないことが判明した。2022年4月14日にサイエンス誌に掲載されたこの論文は「CTCFとコヒーシンを介したクロマチンループのダイナミクス、ライブセルイメージングによって明らかに（Dynamics of CTCF- and Cohesin-Mediated Chromatin Looping Revealed by Live-Cell Imaging）」と題されている。この結果は、ループが遺伝子発現に及ぼす影響に関する科学者の理解を修正する必要があることを示唆していると、この研究者らは述べている。「この分野の多くのモデルは、静的なループがこれらのプロセスを制御しているという図式だった。今回の論文は、この図式が実は正しくないことを示している。これらのドメインの機能状態は、もっとダイナミックであることを示唆している。」と、MIT生物工学部の助教授であるアンデルス・セイル・ハンセン博士は語っている。ハンセン博士は、MITの医用工学・科学研究所と物理学科の教授であるレオニード・ミルニー博士と、ドイツ・ドレスデンのマックスプランク分子細胞生物学・遺伝学研究所とドレスデン・システム生物学センターのグループリーダーであるクリストフ・ゼヒナー博士と共に、

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個々の腫瘍に合わせた癌治療が行われるようになるにつれ、放射線腫瘍学における予測バイオマーカーの探索が続けられている。放射線治療への反応に影響を与える複数の要素を調べる包括的なアプローチが必要である、とウェイル・メディカル大学のシルビア・C・フォルメンティ医学博士は述べている。標的を定めたアプローチには、腫瘍の微小環境、宿主のマイクロバイオーム、腫瘍の病期、放射線照射の時期、宿主の遺伝的特徴などを調べることが含まれる。フォルメンティ博士は、4月11日（月）のAACR年次総会シンポジウムで議長を務め、これらの分野のいくつかについて現在の研究を紹介する3つのプレゼンテーションを行った。このセッション、Predictive Biomarkers for Precision Radiation Oncologyなどは、2022年7月13日まで、登録済みの会議参加者がバーチャルプラットフォームで閲覧することが可能だ。登録はこちらから行うことができる。19,000人以上の科学者や医師がこの最高峰の癌会議に登録し、約80%（約15,200人）が直接参加し、約20%（約3,800人）がバーチャル参加した。AACRの会員数は全世界で50,000人を超えている。米国癌研究協会（AACR）年次総会は、4月8日から13日までニューオーリンズで開催された。 腫瘍の微小環境 - アナ・ウィルキンス博士 英国王立マースデン病院癌研究所のアナ・ウィルキンス博士は、非癌細胞を含む腫瘍微小環境の様々な特徴が、放射線治療後の腫瘍の生存をどのように助けるかについて議論し、セッションを始めた。ウィルキンス博士は、治癒目的の放射線治療を受けた前立腺癌患者の免疫組織化学マーカーを用いてタンパク質群を評価した以前の研究について述べた。その結果、PTENの欠損と増殖マーカーの両方が放射線治療後の再発を予測することが示され

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ヒトの心臓細胞から分泌されるエクソソーム（画像）が、損傷した組織を修復し、致死的な心拍障害を防ぐ可能性があることが、シーダーズ・サイナイ大学スミット心臓研究所の研究者らによる新しい研究で明らかになった。この研究は、心臓突然死の最大の原因である心室性不整脈と呼ばれる心臓のリズム障害を治療する新しい方法につながる可能性がある。2022年3月9日にEuropean Heart Journalに掲載されたこの論文は「慢性虚血性心筋症豚モデルにおける生体基質修飾による心室性不整脈抑制（Biological Substrate Modification Suppresses Ventricular Arrhythmias in a Porcine Model of Chronic Ischaemic Cardiomyopathy）」と題されている。専門家は、添付の論説で、この研究を「この分野全体を根底から覆す準備が整った」と評している。 傷ついた心臓を修復する 心臓発作で組織が損傷すると、心室性不整脈が発生し、心臓の下部の部屋で混沌とした電気的パターンを引き起こす。心臓の拍動が速くなり、血液循環を維持できなくなると、血流が不足し、治療しなければ死に至る。心臓発作によって引き起こされる心室性不整脈に対する現在の治療法は、理想的とは言い難いものだ。副作用の大きい薬物療法、体内ショックを与える埋め込み型装置、心臓の一部を意図的に破壊して乱れた電気信号を遮断する高周波アブレーションと呼ばれる処置などがある。残念ながら、いずれも再発率は高い。 「アブレーションは、すでに弱っている心臓の心筋を破壊しているので、直感に反するアプローチだ」と、シーダーズ-シナイのスミート心臓研究所、および研究の上級著者の心遺伝学 – 家族性不整脈プログラムのディレクターであるエウジェニオ・チンゴラーニ医師は述べ

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4月8日から13日までニューオーリンズで開催されたAACR年次総会2022で発表された第I/II相臨床試験の結果によると、CD30+リンパ腫の再発または難治性の患者において、CD30/CD16Aバイスペシフィック抗体と複合化した臍帯血由来NK細胞が89%の全奏功率を引き出したという。発表したテキサス大学MDアンダーソンがんセンター幹細胞移植・細胞治療科の医学部教授であるヤゴ・ニエト医学博士は、「抵抗性リンパ腫の患者の中には、登録時に非常に悪い状態だった方もいたが、腫瘍反応の質には好意的な驚きを覚えた」と述べています。CD30は、多くのホジキンリンパ腫および一部の非ホジキンリンパ腫の特定の細胞に発現する受容体で、その活性化によってがん細胞の増殖が促進される。再発CD30+リンパ腫に対する現在の標準治療は、CD30を発現する細胞に毒性のある細胞骨格不安定化剤を投与する抗体薬物複合体であるブレンツキシマブ・ベドチン（アドセトリス）である。しかし、すべての腫瘍が反応するわけではない。 「再発したCD30+リンパ腫は、多くの場合、ブレンツキシマブ・ベドチンや、ホジキンリンパ腫の場合はチェックポイント阻害剤で治療が成功する」「しかし、これらの治療が失敗した場合、これらの患者の腫瘍は殺傷能力が極めて高くなり、患者には有効な治療選択肢がほとんど残されていない」とニエト博士は述べている。 そこで、ニエト博士らは、リンパ腫細胞のCD30とナチュラルキラー細胞のCD16Aに結合するバイスペシフィック抗体を利用した。この抗体、自然免疫細胞エンゲージャーAFM13は、2つの細胞タイプの間で橋渡しの役割を果たし、ナチュラルキラー細胞がより効果的にがんと闘えるようにするものだ。AFM13を用いた先行研究では、ホジキンリンパ腫、T細胞リンパ腫、末梢性T細胞リンパ腫の患者を対象とした臨床試験で予備的な有

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2022年4月8日、カリフォルニア大学サンディエゴ校ヘルス、サンフォード再生医療コンソーシアムの研究者とスペースタンゴのパートナーが、NASAから3年間で約500万ドル（約6.3億円）を獲得したことで、国際宇宙ステーション（ISS）内に新しい統合宇宙幹細胞軌道研究室を開発し、その中で3つの共同研究プロジェクトが開始されることが発表された。幹細胞は自己複製を行い、より多くの幹細胞を生成し、血液、脳、肝臓などの組織特異的な細胞に特化するため、地球資源から遠く離れた場所での生物学的研究には最適な細胞だ。この新しい取り組みの目的は、微小重力における幹細胞のこのようなユニークな性質を利用して、宇宙飛行が人体にどのような影響を与えるかをより深く理解することにある。この研究は、電離放射線や炎症性因子にさらされる機会が増える中で、老化、変性疾患、癌、その他の疾患がどのように発生するかについても情報を提供するものだ。これらの研究から得られた知見は、地球上のさまざまな変性疾患に対する新しい治療法の開発を加速させる可能性がある。この賞の共同研究者であり、癌研究のコーマン・ファミリー大統領冠講座の教授、ムーア癌センター副所長、サンフォード幹細胞臨床センター所長、UCサンディエゴ・ヘルスのCIRMアルファ幹細胞クリニック所長であるキャトリオナ・ジェイミーソン医学博士は、「我々は、ISSにこれらの機能を確立することにより、商用幹細胞企業の次の繁栄のエコシステムとバイオテクノロジーの次の中心が、地上400キロメートルにつくれると想定している」と述べている。   写真（上）：2007年、スペースシャトル「ディスカバリー号」から見た国際宇宙ステーション（ISS） (Credit: NASA)  （写真）共同研究者のキャトリオナ・ジェイミーソン医学博士      このプロジェクトのISSへの初飛行

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感染症は、ヒトゲノムを書き換える力を持っている。この100年で最も深刻な問題のひとつは、COVID-19の原因物質であるSARS-CoV-2によるものだ。病気に対する宿主の反応は、個体によって異なる宿主の遺伝的特性によって支配されている部分がある。ある遺伝子型は、他の遺伝子型よりも軽症になる可能性がある。病気の結果の違いは、感染症に対する感受性、自然免疫反応とその初期段階での感染を制御する能力、適応免疫反応とその後期段階での病気を制御する能力、そして病気が引き起こすかもしれない最も深刻な被害のいくつかを占める炎症反応における変動から生じる可能性がある。さらに、個体によって薬物療法によく反応する人とそうでない人がいる一方、ワクチン接種によく反応する人とそうでない人がいる。これらの特性や分子的な相互作用、それらを制御する基礎となる遺伝子はすべて、自然淘汰と進化の対象である。しかし、感染や治療結果の違いは、ワクチンを含む医薬品の入手可能性の違いや、社会経済的な理由に起因する感染リスクを回避するための隔離能力などのライフスタイルの選択によって生じることもある。これらの違いは遺伝学に基づくものではなく、進化的変化や病原体への適応をもたらすものでもない。 人類の進化に非常に強い影響を与えた病気のひとつに、マラリアがある。マラリアは、マラリア原虫をはじめとする様々な種類の寄生虫属によって引き起こされる。マラリアに対する適応のひとつに、赤血球が鎌状になる変異型ヘモグロビン蛋白質をコードする鎌状赤血球対立遺伝子（Hb-S）のヘテロ接合性がある（ホモ接合状態の場合）ことが知られている。ヘテロ接合体の個体はマラリアに感染しにくいが、その代償として、世代を経るごとに鎌状赤血球のホモ接合体が出現し、重度の貧血を呈するようになるのである。 このようなヘテロ接合体の選択的優位性をヘテロ接合体優位性(h

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エチオピア高原の高山草原には、胸が真っ赤なことから「ブリーディング・ハート」と呼ばれるゲラダヒヒという霊長類が生息している。ゲラダヒヒは、絶滅した親類よりも長生きして、変わった生活様式を身につけた最後の一種である。森林やサバンナに生息するサルとは異なり、高地で草を食べながら生活している。一般的にゲラダヒヒは登山に長けており、群れを成して朝には崖にしがみつき、一日中座って草を食べるのに最適なクッションのようなお尻で休んでいる。ヒヒの仲間とは異なり、海抜1800〜4300メートルの高原の薄い空気の中で繁栄するために、彼らがユニークに適応しているのは何だろうか？そして、これらの特徴がヒトにも適応できる可能性はあるのだろうか？2022年3月24日、Nature Ecology and Evolution誌のオンライン版に掲載されたこの研究は、30 以上の機関による大規模な国際的取り組みと、アフリカ野生生物基金、エチオピア野生生物保護局（EWCA）、全米科学財団、全米衛生研究所、サンディエゴ動物園、ワシントン大学ロイヤリティ研究基金、ドイツ研究財団の寛大な許可と支援によって実現した。この論文は「ゲラダにおける高地順応と染色体多型に関するゲノム上のシグネチャー（Genomic Signatures of High-Altitude Adaptation and Chromosomal Polymorphism in Geladas）」と題されている。 「高地での生活は非常に困難だ。空気はより冷たく、酸素の含有量も少なくなっている。我々のチームは、このような極限環境で生活するゲラダを10年以上研究してきたので、高所で長期間にわたって生活することがいかに困難であるかということを、直接的に理解している。しかし、ゲラダヒヒはもっと長い間生存しており、その厳しい環境に適応するために、一体どのよ

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ペンシルバニア大学の研究者らは、先天性夜盲症の犬に薄明かりの視力を回復させる遺伝子治療を開発し、人における同様の症状に対する治療に希望をもたらした。先天性定常性夜盲症（CSNB）の人は、薄暗い場所で物を見分けることができない。この障害は、特に人工照明がない場所や夜間の運転時に課題となる。2015年、ペンシルベニア大学獣医学部の研究者らは、犬が人の症状と強い類似性を持つ遺伝性夜盲症を発症する可能性があることを知った。2019年、研究チームは原因となる遺伝子を特定。2022年3月22日、ペンシルベニア大学のチームと同僚らは、CSNBを持って生まれた犬に夜間視力を戻す遺伝子療法という大きな前進を雑誌『Proceedings of the National Academy of Sciences』で報告した。これは、網膜の奥にある「ON双極細胞」と呼ばれる細胞群を標的としたアプローチで、この疾患やON双極細胞の機能が関与する他の視覚障害に対する犬や人の治療法開発の目標に向けた重要な一歩となる。このオープンアクセス論文は「AAV遺伝子療法によるON双極細胞の標的化（ Targeting ON-Bipolar Cells by AAV Gene Therapy Stably Reverses LRIT3-Congenital Stationary Night Blindness ）」と題されている。 遺伝子治療を受けたCSNBの犬は、網膜に健康なLRIT3タンパク質が発現するようになり、薄暗い場所でも迷路を上手に進むことができるようになったのだ。また、この治療法は持続性があり、治療効果は1年以上続くとされている。「このパイロット試験の結果は非常に有望だ。先天性静止型夜盲症の人や犬では、生涯を通じて病気の重症度が一定で変化しない。これらの犬を1歳から3歳の成犬を治療することができた。つ

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シドニーのガーバン医学研究所の研究者とオーストラリア、英国、イスラエルの共同研究者が開発した新しいDNA検査は、既存の検査よりも迅速かつ正確に、診断が困難なさまざまな神経・神経筋遺伝病を特定できることが示された。ガーバン研究所のゲノミクス技術部長であり、本研究の上席著者であるアイラ・デベソン博士は、「ハンチントン病、脆弱X症候群、遺伝性小脳失調症、筋緊張性ジストロフィー、ミオクロニーてんかん、運動ニューロン疾患など、すでに知られていた疾患を持つすべての患者を正しく診断した」と述べている。この検査で対象となる疾患は、ヒト遺伝子の中にある異常に長い反復DNA配列によって引き起こされる50以上の疾患に属し、「ショートタンデムリピート（STR）伸長障害」として知られている。「これらの疾患は、患者が示す複雑な症状、これらの反復配列の困難な性質、および既存の遺伝子検査法の限界のために、しばしば診断が困難だ」とデベソン博士は述べている。2022年3月4日にScience Advances誌にオンライン掲載されたこのオープンアクセス論文は「プログラム可能なターゲット型ナノポアシーケンスによるタンデムリピート伸長型障害の包括的な遺伝学的診断（Comprehensive Genetic Diagnosis of Tandem Repeat Expansion Disorders with Programmable Targeted Nanopore Sequencing）」と題されており、この検査が正確であることを示し、世界中でこの病理学検査を利用できるようにするための検証に取り掛かることについて述べられている。この研究に参加した患者の一人であるジョンは、スキーのレッスン中にバランスをとるのに異変を感じ、初めて異変に気が付いた。「アクティブで動きやすい状態から、支えがないと歩けない状態まで、数

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アルツハイマー病に罹患した脳を細胞の奥深くまで観察すると、怪しげなタンパク質の塊が見つかるだろう。1980年代に神経科学者がこのタンパク質のもつれを同定し始めて以来、他の脳疾患にも独自のタンパク質のもつれの特徴があることが分かってきた。コロンビア大学ズッカーマン研究所の主任研究員であるアンソニー・フィッツパトリック博士は、「これらの疾患には、それぞれ固有のタンパク質のもつれ、すなわちフィブリルがある。病気に関連するこれらのタンパク質は、独自の形状と挙動を持っている」と述べている。フィッツパトリック博士は、コロンビア大学アービング・メディカルセンターの生化学と分子生物物理学の助教授でもあり、コロンビア大学のアルツハイマー病と加齢脳に関するタウブ研究所のメンバーでもある。このフィッツパトリック博士と22人の国際共同研究者による研究は、2022年3月4日付のCell誌にオンライン掲載され、病気の脳に新しい線維が存在することを明らかにした。このオープンアクセス論文は、「多様な神経変性疾患におけるTMEM106Bのホモ型線維化（ Homotypic Fibrillization of TMEM106B Across Diverse Neurodegenerative Diseases ）」と題されている。 この論文の共同筆頭著者であるフィッツパトリック研究室の学部生アンドリュー・チャン氏は、「我々は、神経変性疾患の管理に何らかの影響を与えることが期待できる、驚くべき刺激的な結果を得た」と語っている。薬物研究者らは、長い間、新薬のターゲットとしてこのタンパク質を追求してきたが、これまでのところ、ほとんど期待はずれの結果しか得られていない。フィブリル関連疾患は、一般的なものと稀なものを合わせて、世界中で何百万人もの人々に影響を与えている。人口の増加や寿命の延長に伴い、その発生率は増加す

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スーパーバグであるクロストリジウム・ディフィシル菌（C. Difficile）の保護鎧の壮大な構造が初めて明らかにされ、鎖帷子のように緊密かつ柔軟な外層が示された。この構造は、分子の侵入を防ぎ、将来の治療法の新しいターゲットになると、この構造を解明した科学者らは述べている。ニューカッスル大学、シェフィールド大学、グラスゴー大学の科学者とインペリアルカレッジ、ダイヤモンド光源研究所の研究者らが、鎖帷子のリンクを形成する主要タンパク質SlpAの構造と、それらがどのように配置されてパターンを形成し、この柔軟な鎧を作り出しているかを概説している。これにより、クロストリジウム・ディフィシル菌に特異的な薬剤を設計して、保護層を破り、分子が侵入して細胞を死滅させるための穴を開けられる可能性が出てきた。2022年2月25日のNature Communicationsに掲載されたこのオープンアクセス論文は「クロストリジウム・ディフィシル菌のS層の構造と組み立て（Structure and Assembly of the S-Layer in C. Difficile）」と題されている。 保護鎧 下痢を引き起こすスーパーバグであるクロストリジウム・ディフィシル菌が抗生物質から身を守るために持っている手段の1つが、細菌全体の細胞を覆う特別な層、すなわち表面層またはS層だ。この柔軟な鎧は、細菌と戦うために我々の免疫系が放出する薬物や分子の侵入を防いでいる。この研究チームは、X線結晶構造解析と電子線結晶構造解析を組み合わせて、そのタンパク質の構造と配置を決定した。 ニューカッスル大学でこの研究を主導した高分子結晶学上級講師のポーラ・サルガド博士は、次のように語っている。「私は10年以上前にこの構造の研究を始め、それは長く厳しい道のりだったが、本当にエキサイティングな結果を得ることができた。驚く

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自然免疫系は、宿主と微生物の相互作用を制御し、特に粘膜に侵入した病原体に対する防御に重要な役割を担っている。今回、パスツール研究所とInserm （フランス国立衛生医学研究所）の研究者らは、腸管感染モデルを用いて、自然免疫系エフェクター細胞-グループ3自然免疫系リンパ球が感染の初期段階で作用するだけでなく、再感染時に宿主を保護する自然免疫記憶を発達させるよう訓練できることを明らかにした。この研究は、2022年2月24日のScience誌に掲載された。この論文は「訓練されたILC3応答が腸管防御を促進する（Trained ILC3 responses promote intestinal defense）」と題されている。 腸の病気や消化管出血の原因となる大腸菌感染症対策は、公衆衛生上の大きな課題だ。飲料水や食品中に存在するこれらの細菌は、急性腸炎に伴う持続的な下痢を引き起こすことがある。その結果、腸管病原性大腸菌および腸管出血性大腸菌は、世界の小児死亡原因の約9%を占めている。 腸粘膜は、正常な身体機能に不可欠な常在細菌叢に対する耐性を維持しながら、病原体の感染に対抗するための複雑な防御システムを保有している。この常時監視を行うのが自然免疫系であり、感染後数時間のうちに初期防御を行う。次に、適応免疫系は、BおよびTリンパ球の表面に発現する特異的受容体を活性化することにより、遭遇した病原体に対する記憶を形成し、それによって防御抗体および炎症性サイトカインの産生を可能にする。長期的な耐性と防御における適応免疫系の機能が明確に確立されているのとは異なり、免疫記憶における自然免疫系の役割はいまだ解明されていない。 2008年にInsermの科学者ジェームズ・ディ・サント博士率いるチーム（パスツール研究所/Insermの自然免疫ユニット）は、適応型Tリンパ球やBリンパ球とは異な

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オックスフォード大学ビッグデータ研究所の研究者らは、人類間の遺伝的関係の全体像、すなわちすべての人の祖先をたどる単一の系図をマッピングするための大きな一歩を踏み出した。この研究は、2022年2月24日付の『Science』誌に掲載された。この論文は「 現代と古代のゲノムの統一的な系図（A Unified Genealogy of Modern and Ancient Genomes）」と題されている。 この論文の要点は以下の通りだ： • 人類の遺伝的多様性を示す新しい系図ネットワークにより、世界中の個人がどのように関連しているかが、これまでにないほど詳細に明らかになった。 • この研究により、共通の祖先がおおよそいつ、どこに住んでいたかが予測される。 • 分析により、アフリカからの移住など、人類の進化史における重要な出来事を復元することができる。 • この方法は、病気のリスクを予測する遺伝子の特定など、医学研究にも広く応用できる可能性がある。 以下は、その内容を記したニュースリリースである： 過去20年間、ヒトの遺伝子研究は驚異的な発展を遂げ、何千人もの先史時代の人々を含む何十万人もの人々のゲノムデータが作成されてきた。これにより、人類の遺伝的多様性の起源をたどり、世界中の人々が互いにどのような関係にあるのかを示す完全な地図を作成できる可能性が出てきたのだ。これまで、このビジョンを実現するための主な課題は、多くの異なるデータベースからゲノム配列を組み合わせる方法を開発することと、このサイズのデータを処理するアルゴリズムを開発することであった。しかし、オックスフォード大学ビッグデータ研究所の研究者が発表した新しい手法は、複数のソースからのデータを容易に結合し、数百万のゲノム配列に対応できる規模に拡張することができる。 ビッグデータ研究所の進化遺伝学者で、主執筆者の一

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ノースカロライナ大学（UNC）チャペルヒル校の科学者らは、ヒトの消化管から採取した個々の単一細胞で発現する遺伝子の配列を決定し、新しい細胞型の特徴を発見するとともに、栄養吸収や免疫防御などの重要な細胞機能についての知見を得た。緊張すると腸はそれを感じるかもしれない。唐辛子を食べると腸が反乱を起こすかもしれないが、ある人は何を食べても美味しく感じる。ある人はイブプロフェンを飲んでも何も影響がないが、ある人は腹から出血し、痛みの緩和ができないかもしれない。それはなぜだろうか？その答えは、我々は皆違うからだ。では、具体的にどのように違うのか、そしてその違いは健康や病気に対してどのような意味を持つのか。これらに答えるのは難しいのだが、UNC医科大学のスコット・マグネス博士の研究室では、興味深い科学的な答えを発見した。 マグネス研究員は、3人の臓器提供者から採取したヒトの消化管全体を用いて、腸のすべての領域で細胞の種類がどのように異なるか、細胞の機能を明らかにし、これらの細胞間および個人間の遺伝子発現の違いを初めて明らかにしたのである。2022年2月14日にCellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology誌にオンライン掲載されたこの研究は、腸の健康の様々な側面を、これまで以上に高解像度でより正確に探求するための扉を開くものだ。この論文は「健康な成人小腸と結腸上皮の近位から遠位までの調査（A Proximal-to-Distal Survey of Healthy Adult Human Small Intestine and Colon Epithelium by Single-Cell Transcriptomics）」と題されている。 「我々の研究室では、栄養吸収、寄生虫からの保護、食行動や腸の運動を制御する粘液やホ

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脂肪組織は、人間の健康にとって重要な役割を担っている。しかし、脂肪組織は加齢とともにその機能を失い、2型糖尿病、肥満、癌、その他の病気の原因となる可能性がある。コペンハーゲン大学の研究によると、デンマーク人男性の加齢、運動、脂肪組織機能の関係を調べたところ、生涯にわたって高いレベルの運動をすることで、この劣化に対抗できるようだ。あなたの脂肪はどの程度機能しているのだろうか？あまり聞かれることのない質問だ。しかし、近年の研究によると、脂肪組織（adipose tissue）の機能は、我々の体が年齢とともに衰えていく理由の中心であり、肥満がしばしば発症し、脂肪細胞が年齢とともに機能変化を起こすため、糖尿病2や癌などの人間の病気と強く結びついていることが示唆されている。よって、健康全般は、単に脂肪の量に影響されるのではなく、脂肪組織がいかにうまく機能しているかが重要なのだ。コペンハーゲン大学の新しい研究は、我々の脂肪組織が年齢とともに重要な機能を失うにもかかわらず、大量の運動がより良い方向に大きな影響を与えることを実証している。 「全身の健康は、脂肪組織の機能の良し悪しと密接に関係している。かつて、我々は脂肪をエネルギー貯蔵所とみなしていた。しかし、脂肪は他の器官と相互作用し、代謝機能を最適化することができる器官なのだ。特に、脂肪組織は、空腹を感じたときに筋肉や脳の代謝に影響を与える物質を放出するなど、さまざまな働きをしている。だから、脂肪組織が本来の働きをすることが重要なのだ」と、コペンハーゲン大学生物学部のアンデルス・グディクセン助教授（博士）は説明している。 加齢とともに悪化する脂肪細胞の機能グディクセン博士のグループは、脂肪組織の機能維持に年齢と身体トレーニングがどのように関わっているかを調べた。特に、脂肪細胞の中にある小さな発電所であるミトコンドリアについて研究した

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冠動脈疾患を引き起こし、心臓発作を誘発する最も重要な遺伝子が、新たな大規模研究で特定された。ビクター・チャン心臓研究所、ニューヨーク州マウントサイナイ市のアイカーン医科大学、および欧州と米国の他の拠点のチームによるこの研究は、2022年2月1日にCirculation: Genomic and Precision Medicine誌で発表された。このオープンアクセス論文は「冠動脈疾患の原因遺伝子の統合的優先順位付け（Integrative Prioritization of Causal Genes for Coronary Artery Disease）」と題されている。 この成果は、冠動脈性心疾患のリスクを有する人々に対する標的治療という、全く新しい分野への道を開くものだ。ビクター・チャン心臓研究所のエグゼクティブ・ディレクターであるジェイソン・コバチッチ教授（医学博士）は、この論文の主執筆者として、この研究は3つの大きなブレークスルーを達成し、そのすべてが心臓病との闘いにおいて重要である、と語っている。「まず、冠動脈性心疾患を引き起こす可能性のある遺伝子をより正確に特定することができた。」「第二に、これらの遺伝子の主な影響が体のどこにあるのかを正確に特定したことだ。心臓の動脈自体が直接閉塞を引き起こすのかもしれないし、肝臓でコレステロール値を上昇させるのかもしれないし、血液中で炎症を変化させるのかもしれない」「3つ目の大きな成果は、冠動脈疾患の原因となる遺伝子（合計162個）を、優先順位の高いものから並べたことだ。」「このリストの上位にある遺伝子の中には、これまで心臓発作との関連で研究されたことのないものもある。これらの新しい重要な遺伝子を見つけることは、本当にエキサイティングなことだが、同時に本当のチャレンジでもある。なぜなら、そのうちのいくつが冠動脈疾患を引き起

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エボラウイルス感染の非ヒト霊長類モデルを用いた研究で、エボラウイルスは体の特定の場所に留まり、モノクローナル抗体で治療した後でも、再び出現して致命的な病気を引き起こすことがあることが説明された。Science Translational Medicine誌の2022年2月9日号（画像）に掲載されたこの論文は「抗体治療を受けた非ヒト霊長類の脳におけるエボラウイルスの持続性と疾患の再発（Ebola Virus Persistence and Disease Recrudescence in Brains of Antibody-Treated Nonhuman Primate Survivors）」と題されている。 論文の主執筆者であるXiankun (Kevin) Zeng博士によると、アフリカで最近発生したいくつかのエボラウイルス病は、以前の発生を免れた患者の持続感染に関連しているとのことだ。特に、2021年にギニアで発生したエボラウイルス病は、少なくとも5年前に発生した大規模なアウトブレイクで持続感染した生存者から再出現したものである。しかし、持続性エボラウイルスの正確な「潜伏場所」や、生存者（特に標準的なモノクローナル抗体治療を受けている人）のその後の再上昇（再発）の基礎となる病態は、ほとんど分かっていなかった。そこで、米陸軍感染症研究所（USAMRIID）のZeng博士のチームは、ヒトのエボラウイルス疾患を最も忠実に再現できる霊長類モデルを用いて、これらの疑問を解決することにした。 「我々の研究は、非ヒト霊長類モデルにおいて、脳内エボラウイルス持続性の隠れ場所と、その後の致命的なエボラウイルス関連疾患の再上昇を引き起こす病理を明らかにした最初の研究だ」「我々は、モノクローナル抗体治療薬による治療後に致死的なエボラウイルスへの曝露を免れたサルの約20％が、他の全ての

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マサチューセッツ総合病院（MGH）とブリガム・アンド・ウィメンズ病院（BWH）の研究チームは、mRNAナノ粒子を用いて肝臓癌の腫瘍微小環境を再プログラム化した。この技術は、COVID-19ワクチンに使われているものと同様で、肝臓だけでなく他の種類の癌でも変異している癌抑制因子であるp53マスターレギュレーター遺伝子の機能を回復させた。このp53 mRNAナノ粒子を免疫チェックポイント阻害剤と併用すると、肝細胞癌実験モデルにおいて、腫瘍増殖の抑制を誘導するだけでなく、抗腫瘍免疫反応を有意に増加させることができたという。本研究成果は、2022年2月9日にNature Communications誌のオンライン版に掲載された。このオープンアクセス論文は「p53 mRNAナノセラピーと免疫チェックポイント阻害剤の併用により、癌治療に有効な免疫微小環境が再プログラム化される（Combining p53 mRNA Nanotherapy with Immune Checkpoint Blockade Reprograms the Immune Microenvironment for Effective Cancer Therapy）」と題されている。 BWHのナノメディシンセンターの共同研究者であるJinjun Shi博士は、MGHの肝臓癌生物学者で共同研究者のDan G. Duda博士とともに、このプラットフォームを開発した。Shi博士は「この新しいアプローチにより、我々は、mRNAナノ粒子を用いて、腫瘍細胞の特定の経路を標的にしている。この小さな粒子が、細胞にタンパク質を構築する指示を与え、肝細胞癌の場合、腫瘍の成長を遅らせ、免疫療法による治療に腫瘍がより反応するようにした。」と述べている。 肝細胞癌は肝臓癌の中で最も多く、死亡率が高く、患者の予後が悪いことが特徴だ。免疫チェ

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オスナブリュック大学（ドイツ）とオゾーガ・チンパンジー・プロジェクトの研究チームは、チンパンジーが自分の傷や仲間の傷に昆虫を塗る様子を初めて観察した。2022年2月7日にCurrent Biology誌のオンライン版で発表されたこの新発見は、「野生チンパンジーの自己および他者の傷に対する昆虫の適用について（Application of Insects to Wounds of Self and Others in Chimpanzees in the Wild）」と題されている。 ガボンのロアンゴ国立公園では、オスナブリュック大学のトビアス・デシュナー博士（霊長類学者）とシモーネ・ピカ教授（認知生物学者）が率いるオズーガ・チンパンジー・プロジェクトが実施されている。ロアンゴ国立公園では、約45頭のチンパンジーの社会的関係、他のグループとの交流や争い、狩猟行動、道具の使用、認知・コミュニケーション能力などに重点を置いて、その行動を調査している。「昆虫、爬虫類、鳥類、哺乳類など様々な動物種で、病原体や寄生虫に対抗するために植物の一部や非栄養素を用いるセルフメディケーションが観察されている」「例えば、我々の最も近い近縁種であるチンパンジーとボノボは、駆虫効果のある植物の葉を飲み込み、腸内寄生虫を殺す化学的特性を持つ苦い葉を噛んでいる。」と認知生物学者のピカ博士は述べている。 しかし、西アフリカと東アフリカの他の長期的なフィールドサイトからの数十年にわたる研究にもかかわらず、開いた傷口に動物性物質を外用することは、今まで記録されたことがない。「今回の観察は、チンパンジーが定期的に昆虫を捕獲し、開いた傷口に塗布していることを示す初めての証拠となる。我々は今、このような驚くべき行動がもたらす潜在的な利益を調査することを目指している」と霊長類学者のデシュナー博士は述べた。 しかし、

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片頭痛研究の第一人者からなる国際コンソーシアムは、片頭痛のリスクに関連する120以上のゲノム領域を特定した。この画期的な研究により、研究者は片頭痛とそのサブタイプの生物学的基盤の理解を深め、世界中で10億人以上が苦しんでいるこの症状の新しい治療法の探索を加速させることができる。この片頭痛に関する最大規模のゲノム研究では、片頭痛の既知の遺伝的危険因子の数が3倍以上に増加した。今回明らかになった123の遺伝子領域の中には、最近開発された片頭痛治療薬の標的遺伝子を含むものが2つ含まれている。 この研究は、ヨーロッパ、オーストラリア、米国の主要な片頭痛研究グループが協力し、873,000人以上の研究参加者（うち102,000人が片頭痛持ち）の遺伝子データをプールした。 また、2022年2月3日にNature Genetics誌のオンライン版で発表された新知見により、片頭痛のサブタイプの遺伝子構造がこれまで知られていたよりも多く明らかにされた。このオープンアクセス論文は「片頭痛102,084例のゲノムワイド解析により、123のリスク関連遺伝子とサブタイプ固有のリスク関連遺伝子が特定された（Genome-Wide Analysis of 102,084 Migraine Cases Identifies 123 Risk Locies And Subtype-Specific Risk Allees）」と題されている。   片頭痛の病態生理を支える神経血管のメカニズム 片頭痛は、全世界で10億人以上の患者がいるといわれる、非常にありふれた脳疾患だ。片頭痛の正確な原因は不明だが、脳内と頭部の血管の両方に疾患メカニズムがあるとされ、神経血管障害であると考えられている。これまでの研究により、片頭痛のリスクには遺伝的要因が大きく関与していることが明らかになっている。しかし、片頭痛の主

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遺伝子サイレンシングツールは、生物医学の基礎研究や医薬品開発を前進させる新たな機会を提供する可能性を秘めている。この技術は、通常は遺伝子の活動を抑制する小さなノンコーディングRNA分子の力を利用するものである。ピウィ・インタラクティングRNA（piRNA）として知られるこれらの制御分子は、通常、ゲノム上の寄生体（トランスポーザブル・エレメント）を服従させるのに重要な役割を担っているが、King Abdullah University of Science & Technology（KAUST）の遺伝学者クリスチャン・フロックヤールイェンセン博士と彼の同僚は、このpiRNA経路を利用して、目的の標的遺伝子の活性を意図的に抑制することに成功した。 フロックヤールイェンセン博士のチームは、遺伝学研究の一般的な実験モデルである線虫（C. elegans）を用いて、天然のpiRNA機構と相互作用する21文字の合成RNA配列を作成し、目的の遺伝子を不活性化することに成功した。この新しい研究は、2022年2月3日にNature Methods誌にオンライン掲載された。この論文は「C. エレガンスにおける多重世代間遺伝子抑制のためのpiRNA経路の再プログラム（Reprogramming the piRNA Pathway for Multiplexed and Transgenerational Gene Silencing in C. Elegans）」と題されている。 研究チームは、この原理を実証するため、虫の性別を決める2つの遺伝子に作用する「ガイドpiRNA」を設計し、雌雄の比率を偏らせることに成功した。さらに、このpiRNAを介した干渉機構（略称：piRNAi）を用いて、他の多くの遺伝子も単独または多重でサイレンシングすることに成功した。「我々は、通常、生物のゲノム

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カーティン大学（西オーストラリア州）の研究者は、オーストラリア膵臓癌財団（PanKind）からの資金提供により、膵臓癌の早期発見を最終目的として、癌を運ぶエクソソームの組成を調査することになった。カーティン医科大学のマルコ・ファラスカ教授が率いるこの研究は、血液やその他の体液から発見される、膵臓癌細胞に存在するいわゆるエクソソームに焦点を当てるものだ。ファラスカ教授によると、この研究は最終的に、最も悪性で攻撃性の高い癌の一つである膵臓癌を早期に発見し、早期介入と効果的な薬物療法の開発を可能にすることを目的としている。 ファラスカ教授は、「エクソソームと呼ばれる気泡は、癌細胞がコミュニケーションをとるために使用し、癌を広げる手助けをする。腫瘍細胞からのこれらのエクソソームは、膵臓癌の成長と発達に重要な役割を果たしている。膵臓癌に特有のエクソソームによって運ばれる分子を特定することで、それをマーカーとして使うことを目指し、膵臓癌の早期発見に役立つことを意味している。もし、これができれば、早期非侵襲的診断の重要な発展となり、また、より効果的な薬物療法の開発を最終目標とした、これらの分子を不活性化する方法の研究の展望を開くことになるだろう。」と述べている。 ファラスカ教授は、「膵臓癌を早期に発見する方法を見つけることは、診断から1年後に生存する人が10人中3人しかいないことを考えると、依然として高い優先順位である。」「注意すべき早期警告の兆候に関する情報が不足しているため、診断が遅れ、転移が早くなり、化学療法に対する耐性が生じるのだ。PanKind からの資金提供により、この重要な研究を行い、この重要な新しい道を調査できることに感謝する。」と述べている。 PanKindの最高経営責任者であるミシェル・スチュワート氏は、「PanKindがオーストラリアの最も才能ある膵臓癌研究者

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カリフォルニア州ラホーヤにあるスクリプス研究所の科学者らは、健康な脳内で常に輸送されている数百種類のタンパク質を小さな膜で囲まれた袋『エクソソーム』内で発見し、脳細胞間の新しいコミュニケーション形態を明らかにした。この研究成果は、2022年1月25日発行のCell Reports誌のオンライン版に掲載され、アルツハイマー病や自閉症を含む神経疾患の理解を深めるのに役立つと期待されている。この論文は「プロテオーム解析により、視覚系における神経細胞間の多様なタンパク質輸送が明らかになった。（Proteomic Screen Reveals Diverse Protein Transport Between Connected Neurons In The Visual System.）」と題されている。 スクリプス研究所のハーン神経科学教授であるホリス・クライン博士は、「これは、脳の細胞が互いにコミュニケーションをとる全く新しい方法であり、これまで健康や病気について考える際に組み込まれてこなかったものだ。」「それは、多くのエキサイティングな研究の道を開くものだ。」と述べている。 脳全体に信号を送るために、神経細胞は、通常、神経伝達物質と呼ばれる化学物質を用いてコミュニケーションをとるが、この物質は、ある細胞から隣の細胞へと移動する。また、ホルモンも脳内を循環し、脳細胞の成長に影響を与え、神経細胞間の新しい結合を形成するのに役立っている。これまで研究者らは、脳内では少数のタンパク質が孤立した状態でより独立した動きをするのではないかと考えていた。例えば、アルツハイマー病の研究者は、神経変性に関連する2つのタンパク質であるシヌクレインとタウが、アルツハイマー病に罹患した動物の脳内で細胞間を移動する可能性があることを発見している。しかし、これがアルツハイマー病と関係があるのかどうかは

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イスラエルとガーナの研究者チームによる新しい研究は、ヒトの遺伝子に非ランダムな突然変異が起きていることを初めて証明し、環境圧力に対する長期的な方向性のある突然変異反応を示すことで、進化論の中核をなす仮定を覆すものだ。ハイファ大学のアディ・リブナット教授率いる研究チームは、新しい方法を用いて、マラリアから身を守るHbS突然変異の発生率が、マラリアが流行しているアフリカ出身の人々の方が、そうでないヨーロッパ出身の人々より高いことを明らかにした。2022年1月14日にGenome Research誌のオンライン版に掲載されたこの論文は、「適応と遺伝的疾患に関連するヒトHBB遺伝子領域における単一変異分解能でのDe Novo変異率（De Novo Mutation Rates at the Single-Mutation Resolution in a Human HBB Gene-Region Associated with Adaptation and Genetic Disease）」と題されている。 「1世紀以上にわたって、進化論の主役はランダムな突然変異に基づいている。今回の結果は、HbS変異がランダムに発生するのではなく、適応的に重要な意味を持つ遺伝子と集団の中で優先的に発生することを示している。」「我々は、進化は2つの情報源の影響を受けると仮定している。すなわち、自然選択である外部情報と、世代を経てゲノムに蓄積され突然変異の起源に影響を与える内部情報だ。」とリブナット教授は述べている。突然変異の起源に関する他の知見とは異なり、特定の環境圧力に対するこの突然変異特異的な反応は、従来の理論では説明できないものだ。 ダーウィン以来、我々は生命が進化によって誕生したことを知っている。しかし、その壮大さ、謎、複雑さにおいて、進化はいったいどのように起こるのだろうか？過去1世

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細菌が互いに結合して、協力や競争、高度なコミュニケーションを行う社会組織的なコミュニティを形成していると言うと、最初はSF世界のことのように思えるかもしれない。しかし、バイオフィルム・コミュニティは、病気の原因から消化の助けまで、人間の健康にとって重要な意味をもっている。また、環境保護やクリーンエネルギーの生成を目的としたさまざまな新技術においても、バイオフィルムは重要な役割を担っている。UCLAが主導した新研究は、人体の組織や臓器など、バイオフィルムが形成された表面から有用な微生物を培養したり、危険な微生物を除去したりするのに役立つ知見を科学者に与える可能性がある。この研究は、2022年1月25日にPNAS誌のオンライン版に掲載されたもので、バイオフィルムが形成される際に、バクテリアが無線通信に似た化学信号を使って子孫と通信する仕組みが説明されている。 この論文は、「振幅および周波数変調されたc-di-GMPシグナルのブロードキャストにより、バクテリアの系統における協調的な表面コミットメントが促進される（Broadcasting of Amplitude- and Frequency-Modulated c-di-GMP Signals Facilitate Cooperative Surface Commitment in Bacterial Lineages.）」と題されている。 この研究者らは、環状ジグアニル酸（c-di-GMP）と呼ばれるメッセンジャー分子の濃度レベルが、時間と共に、そして細菌の世代を超えて、明確に定義されたパターンで増加したり減少したりすることを明らかにした。この研究により、細菌細胞はこの化学的シグナル波を利用して、子孫に情報を伝達し、コロニー形成を調整していることが明らかになった。 「この現象では、ある細胞が表面に付着するかどうかは、その

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長い冬を食べ物なしで乗り切るために、冬眠する動物（ジュウサンセンジリスなど）は、代謝を99%も低下させるが、冬眠中も筋肉を維持するためにタンパク質などの重要な栄養素は必要だ。ウィスコンシン大学（UW）マディソン校の新しい研究によると、冬眠中のジリスは、腸内の微生物からこの助けを得ていることが明らかになった。この発見は、筋肉が衰弱している人や、宇宙飛行士の長期滞在に役立つかもしれない。2022年1月27日にサイエンス誌のオンライン版に掲載されたこの論文は「冬眠期におけるジリスの腸内共生細菌を介した窒素循環の増加（Nitrogen recycling via gut symbionts increases in ground squirrels over the hibernation season）」と題されている。 「どんな動物でも、運動しない期間が長くなればなるほど、骨や筋肉は萎縮し始め、質量や機能を失ってくる。」「食事性タンパク質が一切入ってこないため、冬眠者は、筋肉が必要とするものを得るための別の方法を必要としている。」と、UWマディソン大学獣医学部の名誉教授で、この新しい研究の共著者、Hannah Carey 博士は語っている。 アミノ酸とタンパク質の重要な構成要素である窒素の源の一つは、尿の成分である尿素として全ての動物(ヒトを含む)の体内に蓄積される。研究チームは、リスの消化管に移動した尿素が、一部の腸内細菌によって分解されることに気づいた。腸内細菌もまた、自らのタンパク質のために窒素を必要とする。しかし、この研究者らは、微生物によって解放された尿素の窒素の一部が、リスの体内にも取り込まれているかどうかを確かめたいと考えた。 研究チームは、追跡可能な炭素と窒素の同位体を用いて作った尿素を、夏の活動期、冬の冬眠期、冬の終わりの3回に分けてリスの血液に注射した

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糖尿病や外傷などにより手足を失った多くの患者にとって、自然再生による機能回復の可能性はまだ手の届かないところにある。足や腕の再生の話は、サンショウウオやスーパーヒーローの世界に留まっている。しかし、タフツ大学とハーバード大学ヴィース研究所の科学者らが、2022年1月26日にScience Advances誌のオンライン版に発表した研究で再生医療の目標に一歩近づいたと述べている。この論文は「ウェアラブルバイオリアクターを用いた急性多剤投与による成体Xenopus laevisの長期的な手足再生と機能回復の促進。（Acute Multidrug Delivery Via a Wearable Bioreactor Facilitates Long-Term Limb Regeneration and Functional Recovery In Adult Xenopus laevis. ）」と題されている。 手足を再生することができない成体のカエルに、5種類の薬物カクテルをシリコン製の装着型バイオリアクタードームに注入し、24時間密閉することで、失った足を再生させることに成功したのだ。この短期間の治療で、18ヵ月間の再生が始まり、機能的な脚が蘇った。サンショウウオ、ヒトデ、カニ、トカゲなど、多くの生物が少なくとも一部の手足を完全に再生する能力を持っている。ヒラムシは切り刻むと、その断片ごとに生物全体が再生されることさえある。人間は傷口を新しい組織で塞ぐことができるし、肝臓は50％損傷しても元の大きさに再生するという、ほとんどヒラムシのような驚くべき能力を持っている。しかし、大きくて構造的に複雑な四肢、つまり腕や脚を失った場合、人間や他の哺乳類のいかなる自然な再生過程によっても回復させることはできない。実際、人間は大きな怪我をすると瘢痕組織という無定形の塊で覆い、それ以上の出

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アラバマ大学バーミンガム校（UAB）Marnix E. Heersink School of Medicineは、遺伝子組み換えされた臨床グレードの豚の腎臓を脳死したヒトに移植し、レシピエントの本来の腎臓に置き換えることに成功したことを概説した初の査読付き論文を発表した。この結果は、世界的な臓器不足の危機に対して異種移植が有効であることを示すものだ。2022年1月20日にAmerican Journal of Transplantationに掲載された論文では、この研究でUABの研究者は遺伝子組み換えブタの腎臓をヒトに移植する初の前臨床モデルをテストしたとしている。 この研究のレシピエントは、生まれつきの腎臓を摘出した後、遺伝子組み換え豚の腎臓を2つ腹部に移植された。この臓器は、病原体のない施設で遺伝子組換え豚から調達されたものだ。このオープンアクセス論文は「臨床グレードのブタ腎臓をヒトの遺体モデルで異種移植（First Clinical-Grade Porcine Kidney Xenotransplant Using a Human Decedent Model）」と題されている。   UAB Heersink School of Medicineの学部長であり、UABヘルスシステムおよびUAB/Ascension St.Vincent's AllianceのCEOであるSelwyn Vickers医学博士は、「パートナーとともに、我々は今日発表されたような結果を期待して、約10年に渡って異種移植に大きな投資を行ってきた。」「今日の結果は、人類にとって目覚ましい成果であり、異種移植を臨床領域へと前進させるものだ。この研究により、我々の研究チームはまた、遺体モデルが異種移植の分野を推進する大きな可能性を持っていることを実証した。」と語った。今回初めて、移植されたブタ

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COVID-19の原因ウイルスを含む呼吸器系ウイルスに対して、体が誇張された炎症反応を起こす肺炎を抑止するための情報を、あるウイルスタンパク質が提供している可能性がある。そのウイルスタンパク質とは、呼吸器合胞体ウイルス（RSV）のNS2であり、ウイルスがこのタンパク質を欠く場合、人体の免疫反応は誇張された炎症が始まる前にウイルスを破壊できることが研究で明らかになった。ワシントン州立大学獣医学部で行われたこの研究は、2022年1月18日、MBio誌に掲載された。このオープンアクセス論文は「ヒト呼吸器シンシチアルウイルス NS2タンパク質のBeclin1タンパク質の安定化およびISGylationの調節によるオートファジーの誘導（Human Respiratory Syncytial Virus NS2 Protein Induces Autophagy by Modulating Beclin1 Protein Stabilization and ISGylation）」 と題されている。 RSVは、COVID-19の原因となったSARS-CoV-2ウイルスなど他の呼吸器系ウイルスと同様に、ガス交換を担う肺細胞に感染し、その細胞を工場としてさらにウイルスを作り出する。この細胞でのウイルスの増殖が制御できなくなると、細胞が破壊されて激しい炎症が起こり、肺炎などの肺の病気になり、時には死に至ることもあるのだ。この研究を率いたWSUのポスドク研究員、Kim Chiok博士は、「炎症がひどくなると気道が詰まり、呼吸が困難にながる」「これが、このような長期的で重度の炎症反応を持つ人々が、肺炎になって、呼吸の助けを必要とする理由であり、病院でICUに入ることになる理由なのだ。」と述べている。 Chiok博士とWSUの仲間の研究者達は、RSVのような呼吸器系ウイルスが、どのように細胞内

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2022年1月17日、アイルランド王立外科医学校（RCSI）医学・健康科学大学、AMBER、アイルランド科学財団（SFI ）先端材料・生体工学研究センターの研究者と、医療技術の大手グローバル企業インテグラライフサイエンス社は、身体自らのプロセスに基づく神経修復治療の新たなブレークスルーを発表した。この研究成果は、2022年1月13日にMatrix Biologyのオンライン版で発表された。このオープンアクセス論文は、「多因子神経誘導導管工学は、炎症、血管新生、大断層神経修復の結果を改善する（Multi-factorial Nerve Guidance Conduit Engineering Improves Outcomes in Inflammation, Angiogenesis and Large Defect Nerve Repair）」と題されている。 前臨床研究では、細胞外マトリックス（ECM）を使用することで、追加の細胞や成長因子を適用することなく、大きな神経欠損部において神経線維の再生を改善できることを示した。この前臨床試験において、研究チームが開発した「神経誘導導管」と呼ばれる新しいECM搭載医療デバイスは、組織が大きく失われた外傷性神経裂傷の修復後8週間で、回復反応の改善をサポートすることが明らかにされた。研究チームは、ECMタンパク質の組み合わせと比率を微調整して神経誘導導管に充填することで、標準治療と比較して、修復を促進する炎症の増加、血管密度の増加、再生する神経の密度の増加を支援できることを発見した。この新しいアプローチは、体内の神経修復プロセスを模倣することで、幹細胞や薬物療法を追加する必要性をなくすことができるかもしれない。末梢神経損傷は臨床上の大きな問題であり、毎年世界中で500万人以上が罹患していることが知られており、罹患者は筋肉や皮膚の

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ダナファーバー癌研究所、ハーバード大学、イスラエルの科学者らは、複雑で繊細かつ洗練された驚異のシステムであるヒトの免疫システムに、細菌がウイルスから身を守るために使用する10億年前のタンパク質ファミリーが含まれていることを発見した。この発見は、2022年1月13日付の科学誌Scienceのオンライン版に掲載されたもので、地球上に存在する病気に対する高度な盾である我々の免疫システムの構成要素が、古代の生命体の早い段階で進化していたことを示す最新の証拠である。この研究は、免疫系がすでに存在していた要素を吸収し、何年もの進化を経て、ヒトのように生物学的に複雑な生物の要求を満たすために、それらを新しい方法で利用するようになったことを示している。このScience誌の論文は、「バクテリアのGasderminは、古代の細胞死メカニズムを明らかにする （Bacterial Gasdermins Reveal an An Ancient Mechanism of Cell Death）」と題されている。 この研究の主執筆者であるダナファーバーのPhilip Kranzusch博士は、「ヒトの免疫系の機能を理解するために、世界中の研究者は多大な努力を払ってきた。」「ヒトの免疫の重要な部分がバクテリアに共通して存在するという発見は、この分野の研究に新たな青写真を提供するものだ」と述べている。研究の中心となっているタンパク質は、Gasdermin として知られている。細胞が感染したり、癌化したりすると、Gasderminは細胞膜に穴を開け、細胞を死滅させる。この穴から炎症性サイトカインと呼ばれる物質が漏れ出し、感染や癌の存在を知らせて、免疫系が体を守るために結集するよう促すのだ。このプロセスはパイロプトーシス（pyroptosis）と呼ばれ、免疫系が疾患細胞や感染細胞を殺すためのレパートリーの

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体内の免疫系を刺激して腫瘍を攻撃させることは、癌治療の有望な方法だ。腫瘍が免疫系にかけるブレーキを外すこと、そして「アクセルを踏む」こと、つまり免疫細胞をジャンプスタートさせる分子を送り込むことである。しかし、免疫系を活性化させる場合、免疫系を過剰に刺激しないように注意しなければならない。MITの研究者チームは、インターロイキン12（IL-12）と呼ばれる刺激性分子を腫瘍に直接投与する新しい方法を開発し、免疫賦活剤を全身に投与した場合に起こりうる毒性作用を回避することに成功した。マウスを使った研究では、この新しい治療法は、FDAが承認した免疫系のブレーキをかける薬と一緒に投与することで、多くの腫瘍を消失させることができたという。 「このIL-12のケース以外にも、何らかの影響を与えることを期待しているし、他の免疫賦活剤のどれにも適用できる戦略だ。」と、MITのコッホ統合癌研究所の副所長であり、MGH、MIT、ハーバード大学のラゴン研究所のメンバーでもあるDarrell Irvine博士は語っている。 研究者らはこの戦略について特許を申請しており、この技術は新興企業にライセンスされ、2022年末までに臨床試験を開始することを目指している。 この研究はIrvine博士とコーク研究所のメンバーであるDane Wittrup 博士がシニアオーサー、そしてMITの大学院生であるYash Agarwal氏がリードオーサーとなり、2022年1月10日にNature Biomedical Engineeringのオンライン版に掲載された。この論文は、「ミョウバン結合型サイトカインの腫瘍内投与による局所および全身への強力かつ安全な抗癌剤免疫の誘導（Intratumourally Injected Alum-Tethered Cytokines Elicit Potent and Saf

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カリフォルニア大学デービス校とドイツのマックス・プランク発生生物学研究所、およびその共同研究機関による新しい研究が発表された。この研究成果は、1月12日付のNature誌に掲載され、進化に関する我々の理解を根本的に変えるものだ。また将来的には研究者がより優れた作物を育種したり、人間が癌と戦うのに役立つかもしれない。この論文は「シロイヌナズナの突然変異の偏りは自然淘汰を反映している（Mutation Bias Reflects Natural Selection in Arabidopsis thaliana）」と題されている。 突然変異は、DNAが損傷して修復されないまま放置され、新たな変異を生み出す時に起こる。この研究者らは、突然変異が純粋にランダムなものなのか、それとももっと深い意味があるのかを知りたかった。そしてその結果、予想外のことが判明した。 この論文の筆頭著者であるカリフォルニア大学デービス校植物科学科のGrey Monroe 助教授は、「我々は、突然変異は基本的にゲノム上でランダムに起こると考えていた」「突然変異は非常に非ランダムであり、植物に利益をもたらす方法で非ランダムであることがわかった。これは突然変異についての全く新しい考え方だ。」と語っている。 この研究者らは、3年間かけて、数百のシロイヌナズナのDNA配列を決定した。シロイヌナズナは、約1億2000万塩基対からなる比較的小さなゲノムを持っているので、「植物の中の実験用ネズミ」と考えられている小さな花を咲かす雑草だ。ヒトのゲノムが約30億塩基対であるのに対して、シロイヌナズナは約1億2千万塩基対と比較的小さい。 「遺伝学のモデル生物なのだ」とMonroe博士は述べた。 実験室で育てた植物から、さまざまなバリエーションが生まれる マックス・プランク研究所では、自然界では生存できないような欠陥

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脳は我々の体の中で最も複雑な器官であり、常に周囲の環境を吸収し、解釈し、我々の動作、思考、行動、感情を導いている。人間は、氷は冷たい、火は熱い、ナイフは鋭いなど、周囲の環境を基本的に理解しているが、処理した情報については、一人ひとりが独自の解釈をしているのだ。例えば、全く同じ食事をした後、同じ音を聞いた後、あるいは共有の社会的交流から離れた後、2人の人間は全く異なる反応を示すことがある。 脳の神経回路を研究しているボストン大学芸術科学部生物学助教授のJerry Chen博士は、感覚処理、意思決定、学習・記憶などの認知機能を制御する遺伝的・電気的影響の関係をよりよく理解することを目指している。 「神経コードを解読するためには、少なくとも2つのことを知る必要がある」「まず、被験者がさまざまな認知課題を遂行する際の脳内ニューロンの活動を測定できるようにする必要がある。そしてもうひとつは、それらの神経細胞が発現している遺伝子から、その正体を知ることだ」とChen博士は説明した。 Science誌の12月7日号に掲載された彼の最新の研究成果では、Chen博士と彼の共同研究者らは、マウスの脳が感覚情報、特に触覚の知覚を理解する方法を明らかにした。 この新しい発見は、脳卒中などの神経疾患から、知覚が変化する自閉症スペクトラム障害などの神経精神疾患まで、幅広い疾患に関連するものだ。さらに、この新発見は、精神・神経疾患に対する標的治療や介入につながる画期的なものだ。 このScience誌の論文は「感覚皮質における回路ハブの高密度な機能および分子的読み出し（Dense Functional and Molecular Readout of a Circuit Hub in Sensory Cortex）」 と題されている。 Chen博士は、以下のQ&Aで、この研究の目標、方

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利用可能なすべてのエビデンスを対象とした最近の系統的レビューによると、ケタミン療法は、うつ病と自殺念慮の症状を軽減する短期的な効果が速やかに得られるとのことだ。このレビューは、エクセター大学が主導し、医学研究評議会の資金援助を受けて行われたもので、83の発表された研究論文から得られたエビデンスを分析したものだ。 最も強力なエビデンスは、大うつ病と双極性うつ病の治療におけるケタミンの使用に関するものであった。症状は、1回の治療で1〜4時間という速さで軽減し、最大で2週間持続した。繰り返し投与することで効果が持続することを示唆するエビデンスもあったが、どの程度の期間であれば効果が持続するのかについては、より質の高い研究が必要である。同様に、ケタミンの単回投与または複数回投与により、自殺念慮が中程度から大きく減少した。この改善は、ケタミン投与後、早ければ4時間後に見られ、平均3日間、最長で1週間持続した。 主著者の一人であるエクセター大学の大学院生Merve Mollaahmetoglu氏は、次のように述べている。「我々の研究は、ケタミンの治療効果について増えつつあるエビデンスを、今日までで最も包括的に検討したものだ。我々の発見は、ケタミンがうつ病や自殺願望を迅速に緩和するのに有用である可能性を示唆しており、さらなる治療的介入が効果的であるための窓を開けるものだ。このレビューでは、ケタミンのあらゆるリスクを安全に管理できる、慎重にコントロールされた臨床環境でのケタミン投与を検討したことに留意することが重要である。」 不安障害、心的外傷後ストレス障害、強迫性障害など、他の精神疾患についても、ケタミン治療の潜在的な有用性を示唆する初期のエビデンスが存在するという。さらに、物質使用障害を持つ個人に対して、ケタミン治療は、渇望、消費、および離脱症状の短期的な減少につながった。 2

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ほとんどの身体機能の制御は、細胞同士の対話能力にかかっている。細胞間のコミュニケーションには、神経系とホルモンの分泌という2つのルートがあることは以前から知られていた。エクソソームとは、細胞が分泌したタンパク質やRNA分子を含む小胞のことで、代謝を調節するために他の細胞に取り込まれることができる。現在、多くの研究者が、マイクロRNAを運ぶエクソソームに注目している。マイクロRNAは非常に短いRNAで、細胞のさまざまなタンパク質を作り、細胞の機能を制御する他の長いRNAの能力を制御することができる。   このように、マイクロRNAは健康や病気における細胞のふるまいの多くの側面に影響を与える。ジョスリン糖尿病センターの上級研究員でハーバード大学医学部教授のC. Ronald Kahn医学博士は「このたび、細胞がエクソソーム用のマイクロRNAの集合体を選択する方法を発見した。」「なぜ細胞がある種のマイクロRNAを分泌し、他のマイクロRNAを保持するのかという暗号を解読した。」と述べている。このNature論文は、2021年12月22日にオンライン公開され、「小型細胞外小胞の放出と細胞内保持を制御するMicroRNAの塩基配列（MicroRNA Sequence Codes for Small Extracellular Vesicle Release and Cellular Retention）」と題されている。 Kahn博士と彼の同僚達は、代謝に関わる5種類の細胞（褐色脂肪、白色脂肪、骨格筋、肝臓、血管に並ぶ「内皮」細胞）の組織培養をセットアップして、細胞がどのようにエクソソームに入れるマイクロRNAを決定するか研究を開始した。 その結果、これらの異なる種類の細胞がエクソソーム中に分泌するマイクロRNAの集合体は、まったく異なることが判明した。「いくつかのマイクロRN

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炭疽菌は怖いというイメージがある。炭疽菌は人間の肺に深刻な感染症を引き起こし、痛みはないものの醜い皮膚病変を引き起こすことが広く知られており、恐怖の兵器として使われたことさえある。このたびの研究で、この恐ろしい微生物が思いがけない有益な可能性を持っていることが明らかになった。 この研究では、この炭疽病菌の毒素が痛みを感知するニューロンのシグナル伝達を変化させ、中枢神経系や末梢神経系のニューロンを標的として投与すると、苦痛を感じている動物に緩和を与えることが明らかにされた。 この研究はハーバード・メディカル・スクール（HMS）の研究者が主導し、企業の科学者や他の機関の研究者と共同で行われ、2021年12月20日にNature Neuroscienceのオンライン版に掲載された。この論文は「炭疽病毒素が痛みのシグナル伝達を制御し、分子カーゴをANTXR2+DRG感覚ニューロンに送り込む（Anthrax Toxins Regulate Pain Signaling and Can Deliver Molecular Cargoes into ANTXR2+DRG Sensory Neurons）」 と題されている。 さらに、研究チームは、炭疽病毒素の一部を異なる種類の分子カーゴと組み合わせ、痛みを感知する神経細胞に送り込んだ。この技術は、痛みの受容体に作用しながらも、オピオイドなどの現行の鎮痛剤のように全身に広く作用しない、新しい精密標的型疼痛治療薬の設計に用いることができるという。 HMSブラバトニック研究所の免疫学の准教授である研究主任のIsaac Chiu博士は、「細菌毒素を用いて神経細胞に物質を送達し、その機能を調節するというこの分子プラットフォームは、痛みを媒介する神経細胞を標的とする新しい方法だ」と述べている。 研究者らは、疼痛管理のための現在の治療法を拡大

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Weill Cornell Medicineの研究者らによる新しい研究によると、胚発生の最初の1カ月間の脳細胞の複数の変化が、後年の統合失調症に関与している可能性があることが明らかになった。この研究は、2021年11月17日にMolecular Psychiatry誌のオンライン版に掲載された。この研究者らは、統合失調症患者と未病者から採取した幹細胞を用いて、実験室で3次元の「ミニ脳」またはオルガノイドを増殖させた。両者の発生を比較した結果、患者の幹細胞から育てたオルガノイドでは、細胞内の2つの遺伝子の発現低下が初期の発生を妨げ、脳細胞の不足を引き起こしていることを発見した。このオープンアクセス論文は、「統合失調症は、患者由来の脳オルガノイドにおける細胞特異的神経病理と複数の神経発達メカニズムによって定義される（Schizophrenia Is Defined by Cell-Specific Neuropathology and Multiple Neurodevelopmental Mechanisms in Patient-Derived Cerebral Organoids）」と題されている。 「今回の発見は、統合失調症に対する科学者の理解における重要なギャップを埋めるものだ 。」と、筆頭著者であるWeill Cornell MedicineのFeil Family Brain and Mind Institute and the Center for Neurogeneticsの神経科学助教授Dilek Colak博士（写真）は述べている。統合失調症の症状は一般的に成人してから発症するが、この病気の患者の脳を死後調査したところ、脳室と呼ばれる空洞の拡大や皮質層の違いが見つかり、これらはおそらく人生の早い時期に生じたものであると考えられている。 「精神分裂病が初

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ノースウェスタンメディシンの研究者が、患者の脳脊髄液（CSF）内に自閉症の1つのタイプのバイオマーカーを発見したと発表した。2021年12月17日にNeuron誌にオンライン掲載されたこの研究論文は、「CSFで検出される Shed CNTNAP2 Ectodomain はPMCA2/ATP2B2を介してCa2+の恒常性とネットワークの同期を制御する。（Shed CNTNAP2 Ectodomain Is Detectable in CSF and Regulates Ca2+ Homeostasis and Network Synchrony Via PMCA2/ATP2B2）」と題されている。 ノースウェスタン大学のRuth and Evelyn Dunbar教授（精神医学・行動科学）、Peter Penzes博士（神経科学・薬理学）は、このバイオマーカーの存在により、自閉症とてんかんの関連性を明らかにすることができると述べている。ノースウェスタン大学医学部の自閉症・神経発達研究センター長でもあるPenzes博士（写真）は、「脳内では興奮が強すぎ、抑制が弱すぎることが、自閉症とてんかんの両方に影響を与える可能性がある」「脳脊髄液に自閉症のバイオマーカーがあるという報告は今回が初めてだ。」と述べている。 自閉症の患者の中には、てんかんを併発する人もおり、特にCNTNAP2（contactin-associated protein-like 2）という遺伝子の変異と自閉症が関連している患者は、てんかんを併発することがある。最新の基準ヒトゲノムGRCh38以来、CNTNAP2はヒトゲノムの中で最も長い遺伝子である。この遺伝子は通常、神経細胞が互いにつながるのを助ける細胞接着タンパク質を作り出すが、機能喪失変異が自閉症とてんかんの両方に関連している。 今回の研究で、Penz

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紙によるささいな切り傷が、激しい活動の場となる。そこでは表皮の幹細胞が勢いよく再生され、傷を修復している。この表皮幹細胞の中には、その部位にもともと存在するものもあれば、傷口を感知して毛包から傷口に移動し、本来の表皮幹細胞のように変化した新参者もあることがわかっている。毛包から皮膚表面に移動した幹細胞は、その遺伝子の中に、毛包から皮膚表面に移動し、傷ついた皮膚を修復し、最後に新しい場所に適応するための記憶を保持していることが明らかになった。これらの幹細胞は、未熟な表皮幹細胞とほとんど見分けがつかない。しかし、2021年11月26日号のScience誌に掲載された新しい研究によると、彼らは傷を早く治すための下準備ができており、傷を繰り返すうちに、慢性疾患や癌につながるような記憶を身につける可能性があることが示唆された。この論文は「幹細胞は多様なエピジェネティック記憶を蓄積することで潜在能力を拡大し、組織のフィットネスを変える（Stem Cells Expand Potency and Alter Tissue Fitness by Accumulating Diverse Epigenetic Memories）」と題されている。 ロックフェラー大学のElaine Fuchs博士(本研究の主著者)は、「毛包由来表皮幹細胞は、通常の表皮幹細胞と同じように見える。」「しかし、その移動の記憶と、強化された可塑性が、結果をもたらしている。」と述べている。   炎症性記憶の先へ 近年、科学者らは、免疫細胞が病原体を撃退する際にエピジェネティックな変化を獲得し、訓練された免疫または炎症記憶として知られるプロセスでさらなる炎症に対して感作することを発見した。 Fuchs博士らは、乾癬、アトピー性皮膚炎、慢性創傷にまつわる謎のいくつかを解明しようと、2017年に皮膚における炎症記憶

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マウスを使った新しい研究で、褐色脂肪を移植すると心臓発作後の2型糖尿病の危険因子を低減できることが示された。この発見は、いわゆる「良い」脂肪の有益な特性を、健康問題の予防に役立つ医薬品に応用したいと考えている科学者にとって心強いものだ。この研究では、肥満マウスの腹部に褐色脂肪組織を移植することで、軽度の心臓発作後に2型糖尿病の特徴である耐糖能異常を発症するのを防いだ。 また、心臓発作後の悪影響につながる遺伝子の活性化が、移植したマウスでは抑制された。このことから、褐色脂肪組織は体内の他の組織と「対話」し、さまざまな代謝関連プロセスに影響を与えていることが示唆された。研究チームは、このクロストークの背後にある物質やメカニズム、そしてそれが全身の生理機能にどのような影響を及ぼすのかについて、引き続き解明を進めていく予定である。   「今回の研究では、褐色脂肪組織を移植したマウスは、依然として肥満であったが、より代謝的に健康であった。心臓発作による耐糖能異常は、褐色脂肪組織によって否定されたのだ。この研究結果は、かなり強力な主張だ。」「我々は、褐色脂肪が何かを分泌していると考えている。そして、何が分泌されているのかを特定できれば、それを治療対象として狙えるのだ。」と、研究主任のオハイオ州立大学医学部生理学・細胞生物学准教授、Kristin Stanford博士（写真）は述べた。 この研究は、2021年10月29日、International Journal of Obesityのオンライン版に掲載された。オープンアクセス論文は「褐色脂肪組織が高脂肪食マウスの軽症心筋梗塞後の耐糖能異常と心臓リモデリングを抑制する（Brown Adipose Tissue Prevents Glucose Intolerance and Cardiac Remodeling in High-

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2021年12月14日、エイジックス・セラピューティクス社（AgeX Therapeutics, Inc. (以下「AgeX」、NYSE American：AGE）は、癌化学療法や放射線療法による脳機能への神経認知への悪影響に対する治療法の開発を目的として、AgeX多能性幹細胞由来の神経幹細胞が生成するエクソソームやその他の細胞外小胞（EVs）の治療可能性について、カリフォルニア大学アーバイン校（UCI）と共同研究することを発表した。この研究プロジェクトは、何百万人もの癌サバイバーのQOLに影響を与える、アンメットメディカルニーズに応えることを目的としている。AgeX社とカリフォルニア大学の契約は、UCI Beall Applied Innovationのチームが担当した。 UCIでは、UCI幹細胞研究センターの准教授であるMunjal Acharya博士の指導のもと、研究が行われる。Acharya博士は過去10年間、再生医療および癌治療による脳損傷の分野で研究を行ってきた。現在、Acharya博士の研究室では、放射線誘発性脳損傷の分子・細胞メカニズム、アルツハイマー病の再生治療、ケモブレインの研究を行っている。 エクソソームとは、細胞から分泌されるナノサイズの外分泌物で、脂質、タンパク質、核酸などを内包し、細胞間の情報伝達に関与することができる。Acharya博士は、ハンチントン病やその他の神経疾患の治療法を求めているAgeX社のプログラムにおいて、AgeX社の多能性幹細胞から神経幹細胞を誘導するためにUCIで使用している細胞培養条件付き培地のサンプルから、エクソソームやその他のEVを探索する予定である。 Acharya博士は、脳腫瘍治療モデルマウスを用いて、放射線療法や化学療法によって誘発される脳の認知障害や神経炎症の修復におけるエクソソームやその他のEVの安全性

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テネシー州ナッシュビルにあるバンダービルト大学医療センター（VUMC）の研究者らは、複数の癌、心血管疾患、アルツハイマー病、さらにはCOVID-19に関連する酵素、タンパク質、RNAを含む「スーパーメア （Supermere）」と呼ばれる細胞から放出されるナノ粒子を発見した。この発見は、2021年12月7日にNature Cell Biology誌のオンライン版で報告され、健康と病気の両方において、細胞外小胞（EV）とナノ粒子が細胞間の重要な化学的「メッセージ」のシャトリングに果たす役割の理解に大きな前進をもたらすものである。このオープンアクセス論文は「スーパーメア は、疾患バイオマーカーと治療標的を豊富に含む機能性細胞外ナノ粒子（Supermeres Are Functional Extracellular Nanoparticles Replete with Disease Biomarkers and Therapeutic Targets）」と題されている。 この論文の筆頭著者であるRobert Coffey医学博士は、「我々は、癌やその他の多くの疾患状態において、これらの スーパーメア に含まれるバイオマーカーや治療標的を多数同定した。今、残されているのは、これらがどのように放出されるのかを解明することだ。」と述べている。 Coffey博士は、VUMCのイングラム癌研究教授、医学と細胞・発生生物学教授で、大腸癌の研究で国際的に知られている。彼のチームは現在、血流中の癌特異的ナノ粒子の検出と標的化により、早期診断とより効果的な治療につながるかどうかを研究している。 2019年、Coffey博士の研究室の元研究員で、現在は医学部の研究講師を務めるDennis Jeppesen博士が、高度な技術を用いて "エクソソーム "と呼ばれる膜に包まれた小さな細胞外小胞を分

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1型糖尿病患者において、移植した細胞からインスリンが分泌されることを証明した多施設共同臨床試験の中間結果が発表された。ヒト多能性幹細胞（PSC）由来の膵臓内胚葉細胞（代表画像）を移植し、26名の患者を対象に、安全性、忍容性、有効性を検証した。インプラントから分泌されたインスリンが患者に臨床効果をもたらすことはなかったが、本データは、ヒト患者において分化した幹細胞が食事によりインスリン分泌を制御していることを示す初めての報告となる。この成果は、2021年12月2日、Cell Stem CellおよびCell Reports Medicineのオンライン版に掲載された。 Cell Stem Cellの論文は「幹細胞を用いた糖尿病における膵島置換療法。臨床に至るまでの道程（Stem cell-Based Islet Replacement Therapy In Diabetes: A Road Trip That Reached the Clinic）」と題されている。またCell Reports Medicineの論文は「（Insulin Expression and C-Peptide in Type 1 Diabetes Subjects Implanted with Stem Cell-Derived Pancreatic Endoderm Cells in an Encapsulation Device）」と題されている。 「画期的なことが起きた。」ライデン大学医療センターのEelco de Koning博士は、Cell Stem Cellに掲載された解説の共著者として、「インスリン産生細胞が無限に供給される可能性は、1型糖尿病を患う人々に希望を与える」「臨床的な効果は得られなかったものの、移植から1年後の細胞の生存と機能性を初めて報告した本研究は、ヒトPSC由来の

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「腫瘍の内側だけでなく、外側も見なければならない」と、スペイン国立癌研究センター（CNIO）のHéctor Peinado研究員（写真）は語った。腫瘍がどのように環境を操作して前進するのか、Peinado博士が長年答えを出そうとしている大きな疑問の一つである。何十年もの間、腫瘍と戦うために、研究者は腫瘍の本質的な行動を研究することに重点を置いてきたが、腫瘍を取り巻く環境については研究してこなかった。Peinado博士は、CNIOの微小環境・転移グループのリーダーで、腫瘍から放出されるエクソソームと呼ばれるナノ粒子が、どのように腫瘍の微小環境を操作して転移を促進させるかなど、転移進行に関わるメカニズムについて研究している。 2021年11月25日にNature Cancer誌にオンライン掲載された論文では、メラノーマの進行に重要なこのプロセスがどのように起こるかが説明されている。エクソソームは、最初に転移が起こるリンパ節であるセンチネルリンパ節に移動し、そこから転移に適した環境（pre-metastatic niche）を遠隔的に準備するのだ。 今回、研究グループは、神経成長因子受容体（NGFR）分子がこのプロセス全体を動かしており、これを阻害することで動物モデルにおける転移が劇的に抑制されることを確認した。転移の抑制はTHX-Bを用いて達成された。この分子は他の病態の治療にも試験的に用いられており、腫瘍の治療への応用の可能性を加速させるものである。 このNature Cancer誌の論文は、「メラノーマ由来細胞外小胞によるNGFR依存的なリンパ管新生と転移の誘導機構（Melanoma-Derived Small Extracellular Vesicles Induce Lymphangiogenesis and Metastasis Through an NGFR-

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脳の一部である海馬の神経細胞の細胞体に見られる不思議なタンパク質の集団に、現在、カリフォルニア大学デービス校医学部の生理学・膜生物学特別教授であるJames Trimmer博士（写真）は、30年間興味をそそられ困惑させられていたが、ついにその答えを得ることができた。Trimmer博士らは、2021年11月16日にPNAS誌に発表した新しい研究で、これらのタンパク質クラスターが神経細胞内のカルシウムシグナル伝達の「ホットスポット」であり、遺伝子転写の活性化に重要な役割を果たしていることを明らかにした。 PNAS誌に掲載されたこの論文は「小胞体-小胞体結合部におけるL型カルシウムチャネルのKv2.1誘導クラスター化による神経細胞の興奮-転写結合の制御（Regulation of Neuronal Excitation-Transcription Coupling by Kv2.1-Induced Clustering of Somatic L-Type Ca2+ Channels at ER-PM Junctions）」と題されている。 この転写とは、ニューロンのDNAの一部がメッセンジャーRNA（mRNA）の鎖に「転写」され、それが細胞に必要なタンパク質を作り出すために使われることを指している。   Structures Found in Many Animals Dr. Trimmer’s lab studies the enigmatic clusters in mice, but they exist in invertebrates and all vertebrates–including humans. Dr. Trimmer estimates that there can be 50 to 100 of these large clusters on

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大人の脳の視覚野には、顔に特化した小さな領域と、体や風景などの情景に強いこだわりを持つ領域が存在する。これまで神経科学者らは、子供のうちにこれらの領域が発達するには、何年もの視覚体験が必要であると考えてきた。しかし、マサチューセッツ工科大学（MIT）の新しい研究によると、これらの領域はこれまで考えられていたよりもずっと早い時期に形成されることが示唆された。生後2カ月から9カ月の乳児を対象とした研究では、乳児の視覚野の中に、大人と同じように、顔、体、風景のいずれかに強い選好性を示す領域が確認された。 「これらのデータは、これまでの発達のイメージを覆すものであり、乳児の脳は、我々が考えていたよりも早く、さまざまな点で大人に似ていることがわかった」と、MITのマクガバン脳研究所に所属する、本研究の上席著者のRebecca Saxe博士は述べている。 この研究者らは、機能的磁気共鳴画像（fMRI）を用いて、50人以上の乳児から使用可能なデータを収集した。これにより、これまでにない方法で乳児の視覚野を調べることができた。 MITの大学院生であり、本研究の筆頭著者であるHeather Kosakowski氏は、「この結果によって、多くの人が、乳児の脳、発達の出発点、そして発達そのものについての理解を深めなければならなくなるだろう」と語った。この研究は、2021年11月15日にCurrent Biology誌のオンライン版に掲載された。この論文は、「乳児の腹側視覚経路における顔、情景、身体への選択的反応（Selective Responses to Faces, Scenes, and Bodies in the Ventral Visual Pathway of Infants）」と題されている。 特徴的な領域 今から20年以上前、マサチューセッツ工科大学（MIT）のNanc

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NIH長官のFrancis Collins医学博士は、2021年11月12日のディレクターブログで、MITのコッホ統合癌研究所所長であるTyler Jacks教授とMITの研究者であるMegan Burger博士が同僚と共に行ったT細胞の疲弊に関する研究が、「T細胞を "覚醒"させ、身体が本来持っている癌と闘う力を再活性化させることができる癌ワクチンを開発するための戦略」の構築につながったことを紹介した。Collins博士は、「この研究者らは、この癌ワクチンのアプローチが、他の方法で癌に対する免疫システムを解放する免疫療法薬と併用することで、さらに効果を発揮するかどうかを知りたいと考えている。」 と書いている。 以下は、Collins博士のブログの内容だ。彼は、Burger博士とJacks博士らが2021年9月16日発行のCell誌に掲載した最近の論文について説明している。この論文は、「腫瘍におけるTCF1+前駆CD8 T細胞の表現型を形成する抗原優位性のヒエラルキー（Antigen Dominance Hierarchies Shape TCF1+ Progenitor CD8 T Cell Phenotypes in Tumors）」と題されている。   NIHディレクターブログ （2021年11月12日）より 「癌をより正確に攻撃するための免疫システムの教育」 COVID-19からヒトを守るために、ファイザー社とモデナ社のmRNAワクチンは、注入された合成メッセンジャーRNAをコロナウイルスのスパイクタンパク質に翻訳するようにヒトの細胞をプログラムし、将来出現するそのタンパク質に対して免疫系が武装するように仕向ける。また、免疫系を訓練することで、癌細胞の特徴的なタンパク質を見つけ出して攻撃し、癌細胞を死滅させ、健康な細胞には影響を与えないようにすることも可能

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ノースウェスタン大学の研究者らは、「踊る分子」を利用して、重度の脊髄損傷後の麻痺を回復させ、組織を修復する新しい注射療法を開発した。2021年11月11日発行のScience誌に掲載された今回の研究では、麻痺したマウスの脊髄周辺の組織に注射を1回打った結果、わずか4週間後には、歩く能力が回復したという。この論文は 「超分子運動を強化した生物活性スキャフォールドが脊髄損傷からの回復を促進する（Bioactive Scaffolds with Enhanced Supramolecular Motion Promote Spinal Cord Injury）」と題されている。 この画期的な治療法は、細胞が修復・再生するきっかけとなる生物活性シグナルを送ることで、重度の損傷を受けた脊髄を以下の5つの点で劇的に改善した。 （1）軸索と呼ばれる神経細胞の切断された延長部分が再生された （2）再生や修復の物理的な障壁となる瘢痕組織が大幅に減少した （3）電気信号を伝達するのに重要な軸索の絶縁層であるミエリンが細胞の周囲で効率的に再形成された （4）損傷部位の細胞に栄養を供給するための機能的な血管が形成された （5）より多くの運動神経細胞が生存した また、この治療法が機能を果たした後、そのマテリアルは12週間以内に細胞の栄養となるように生分解され、その後は目立った副作用もなく体内から完全に消失した。本研究は、化学構造の変化によって分子の集団的な動きを制御し、治療効果を高めた初の研究である。 この研究を主導したSQI（Simpson Querrey Institute for BioNanotechnology）のSamuel Stupp博士（Board of Trustees Professor of Materials Science and Engineering,

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ロックフィッシュは環太平洋地域のメニューに登場するが、ほとんどの場合、その魚の産地や137種のうちのどの魚かを気にすることなく、単にロックフィッシュと呼ばれたり、間違ってロックコッドやレッドスナッパーと呼ばれたりしている。しかし、この一見無名の魚は、地球上の脊椎動物の中で最も長寿であることから、寿命を決定する遺伝子や、長生きすることのメリット・デメリットを知る手がかりとなる。カリフォルニア大学バークレー校の生物学者らは、2021年11月11日付のScience誌に掲載された研究で、太平洋沿岸に生息する既知のロックフィッシュの約3分の2の種のゲノムを比較し、寿命が大きく異なる原因となる遺伝子の違いを明らかにした。Science誌に掲載されたこの論文は、「太平洋のロックフィッシュ類における極端な寿命の起源と進化（Origins and Evolution of Extreme Life Span in Pacific Ocean Rockfishes）」と題されている。 色鮮やかなカラフトメバル（Sebastes dallii）のように、10年程度しか生きられないロックフィッシュもいれば、日本からアリューシャン列島まで生息するロックフィッシュの中で最も長寿なルージェイメバル（Sebastes alutianus）は、寒くて深い沿岸水域の海底で200年以上も生きられる。 これらの魚の寿命、大きさ、生活様式、生態的ニッチなどの違いを科学者らは「表現型」と呼んでいるが、これらはわずか1,000万年の間に進化したものであり、魚類の中でも最も急速な進化を遂げている。 研究者らは、ロックフィッシュの寿命を決定する遺伝子を明らかにするために、88種のロックフィッシュから組織を採取し、PacBio（SMRT）シーケンス（Pacific Biosciences社の技術を用いた高忠実度リード

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非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）は、アルコール依存症や他の肝疾患とは無関係に肝臓に脂肪が蓄積される疾患だ。非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）は、アルコール依存症や他の肝疾患とは無関係に肝臓に脂肪が蓄積する疾患で、肥満や糖尿病と関連することが多く、メタボリックシンドロームの一つと考えられている。非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）は、炎症を起こすことで進行するが、そのメカニズムは現在のところ不明だ。NASHは、肝不全、肝硬変、肝癌などの重篤な合併症を引き起こす可能性がある。今回、筑波大学を中心とする研究チームは、チロシナーゼ遺伝子に点変異を持つアルビノマウスが、変異のない遺伝子を持つマウスよりもNAFLD/NASHに罹患しやすいことを発見した。 2021年11月8日にScientific Reportsのオンライン版に掲載されたこのオープンアクセス論文は「チロシナーゼ遺伝子座の点変異を有するアルビノマウスは、高コレステロール食によりNASHに罹患しやすい（Albino Mice with the Point Mutation at the Tyrosinase Locus Show High-Colesterol Diet-Induced NASH Susceptibility）」と題されている。 NAFLDの有病率や重症度は民族によって異なることが知られており、ヒスパニック系の人々に最も多いことが知られている。チロシナーゼ遺伝子は、肌の色に影響を与えるメラニンの生成に関与する酵素をコードしている。研究チームは、予備的な計算機解析により、チロシナーゼ遺伝子のさまざまな点変異も民族間で頻度が異なり、ヒスパニック系集団では2つの主要な変異が高い頻度で観察されることを確認した。そこで研究チームは、チロシナーゼ遺伝子の変異が、NAFLDやNASHの罹患率や重症度に影

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神経細胞は、カリウムやナトリウムなどのイオンの流れを制御するイオンチャネルによって生成される電気インパルスを介して相互に通信している。今回、MITの神経科学者らは、他の哺乳類の神経細胞と比較して、ヒトの神経細胞にはこれらのチャネルの数が予想よりもはるかに少ないという驚くべき新事実を発見した。研究者らは、このチャネル密度の低下により、ヒトの脳がより効率的に機能するように進化し、複雑な認知タスクを実行するために必要な他のエネルギー集約型プロセスに資源を振り向けることができるようになったのではないかと考えている。 「脳がイオンチャネルの密度を減らすことでエネルギーを節約できれば、そのエネルギーを他の神経細胞や回路のプロセスに費やすことができる」と、MITのマクガバン脳研究所に所属する脳・認知科学准教授で、本研究の上席著者であるMark Harnett博士は述べている。2021年11月10日にNatureのオンライン版に掲載されたこの論文は、「哺乳類大脳皮質第5層ニューロン生物物理学のアロメトリックルール（Allometric Rules for Mammalian Cortical Layer 5 Neuron Biophysics）」と題されている。 Harnett博士らは、10種類の哺乳類の神経細胞を分析し、この種の研究では最も大規模な電気生理学的研究を行い、ヒトを除くすべての種に当てはまる「ビルディングプラン」を特定した。その結果、神経細胞のサイズが大きくなるにつれて、神経細胞内に存在するチャネルの密度も高くなることがわかった。 しかし、ヒトの神経細胞は、この法則の顕著な例外であることがわかった。 本研究の筆頭著者である元MIT大学院生のLou Beaulieu-Laroche博士は、「これまでの比較研究で、ヒトの脳は他の哺乳類の脳と同じように構築されていることがわ

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1800年代、3つの言語が刻まれた古代の岩板「ロゼッタ・ストーン」は、エジプトの象形文字を解読するのに役立った。今、あるコンピュータープログラムが、遺伝暗号に対して同様のことを行っている。「Codetta」と名付けられたこのプログラムは、あらゆる生物のゲノム配列を読み取って、その遺伝コードを吐き出すことができる。遺伝情報をタンパク質を作るための命令に変換する生物学的な鍵である。生命の木の大部分において、このコードは普遍的である。しかし、一部の生物では、遺伝情報が他の生物とは異なる命令をコードしているという例外が見つかっている。 ハーバード大学の大学院生、Kate Shulgina氏とハワード・ヒューズ・メディカル研究所の研究員、Sean Eddy博士は、これまでにない5つのコードを発見したことを、2021年11月9日付の学術誌eLifeで報告した。「Kateには、彼女の新しいコードがそのまま教科書に載ると伝えた」とEddy博士は語った。このeLife誌に掲載された論文は「25万以上のゲノムにおける代替遺伝暗号の計算機的スクリーニング（A Computational Screen for Alternative Genetic Codes in Over 250,000 Genomes）」と題されている。 ユニバーシティ・カレッジ・ダブリンの進化遺伝学者のKen Wolfe博士（今回の研究には関与していない）は、「今回の研究チームの方法は、これまでの研究に比べて、より速く、より厳密で、より包括的なものだ。研究チームは、バクテリアや古細菌のゲノムをすべて調べた。」と述べている。 この報告書では、あらゆる生物のゲノム配列を読み取って、その遺伝暗号を決定することができる新しいコンピュータプログラムについて詳しく述べられている。このCodettaプログラムは、遺伝暗号がどのよう

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ファイザー社 (NYSE: PFE）は、重症化のリスクが高い非入院の成人COVID-19患者を対象としたフェーズ2/3 EPIC-HR（Evaluation of Protease Inhibition for COVID-19 in High-Risk Patients）無作為化二重盲検試験の中間解析結果に基づき、治験薬であるCOVID-19経口抗ウイルス剤候補のPAXLOVID™が入院および死亡を有意に減少させたことを発表した。予定されていた中間解析では、症状発現後3日以内に治療を受けた患者において、COVID-19に起因する入院またはあらゆる原因による死亡のリスクが、プラセボと比較して89％減少したことが示された（主要評価項目）。PAXLOVID™を投与された患者のうち、無作為化後28日目までに入院した患者は0.8％（3/389人が入院し、死亡はなし）であったのに対し、プラセボを投与された患者のうち、入院または死亡した患者は7.0％（27/385人が入院し、7人がその後死亡）であった。 これらの結果の統計的有意性は高かった（p<0.0001）。COVID-19に関連した入院または死亡は、症状発現後5日以内に治療を受けた患者においても同様の減少が認められた。PAXLOVID™の投与を受けた患者のうち、無作為化後28日目までに入院したのは1.0％（入院したのは6/607人、死亡はなし）であったのに対し、プラセボの投与を受けた患者では6.7％（入院したのは41/612人、その後の死亡は10人）であり、高い統計的有意性が認められた（p<0.0001）。28日目までの全試験集団において、PAXLOVID™を投与された患者では死亡例がなかったのに対し、プラセボを投与された患者では10例（1.6>#/span###）の死亡例が報告された。 独立したデータモニタ

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Research Indicates How the Novel Coronavirus Escapes Cell’s Antiviral Defensesブリティッシュコロンビア大学（UBC）を中心とする研究チームは、COVID-19の原因ウイルスが感染した細胞内で破壊を免れ、SARS-CoV-2が体内に留まり、拡散し続ける仕組みを解明した。この発見は、新型コロナウイルスが起こした細胞内クーデター、すなわち、正常な細胞の防御機能を破壊してヒトの宿主細胞を乗っ取る方法を説明するものである。「我々は、ウイルスが宿主細胞内の重要なセンサータンパク質であるガレクチン-8に付着し、その働きを停止させることを発見した。SARS-CoV-2は、ガレクチン-8を不活性化することにより、細胞の抗ウイルス防御システムを停止させ、ウイルスが宿主を乗っ取ることを可能にするのだ」と、本研究の上席著者であり、カナダリサーチチェア、UBC血液研究センター、生命科学研究所、歯学部の主任研究員であるChris Overall博士は語る。Overall博士は、地元、国内、海外の協力者を集めて本研究のためのサンプルを提供した。この研究は2021年10月26日発行のCell Reports誌に掲載された。本研究の共同著者であるIsabel Pablos博士とYoan Machado博士は、共にOverall博士の研究室のポスドクだ。このCell Reports誌に掲載されたオープンアクセス論文は、「SARS-CoV-2 3CLpro基質分解物のグローバル分析によるCOVID-19の機構解明（Mechanistic Insights into COVID-19 by Global Analysis of the SARS-CoV-2 3CLpro Substrate Degradome）」と題されている。 SA

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la Caixa財団が支援するバルセロナ国際保健研究所（ISGlobal）主導の新研究により、COVID-19は季節性インフルエンザと同様に、低温と湿度に関連した季節性感染症であることが確実に証明された。この結果は、2021年10月21日にNature Computational Science誌のオンライン版に掲載され、空気感染によるSARS-CoV-2の感染がかなり寄与していること、そして "空気の衛生"を促進する対策に移行する必要性も支持している。このオープンアクセス論文は、「両半球におけるCOVID-19パンデミックウェーブの気候的特徴（Climatic Signatures in the Different COVID-19 Pandemic Waves Across Both Hemispheres）」と題されている。   SARS-CoV-2に関する重要な問題は、インフルエンザのような季節性ウイルスとして振る舞っているのか、あるいは今後振る舞うのか、あるいは1年のどの時期にも同じように感染するのか、ということである。最初の理論的モデリング研究では、ウイルスに対する免疫を持たない感受性の高い人が多いことから、COVID-19の感染に気候は影響しないと考えられていた。しかし、中国でCOVID-19が最初に伝播したのは、北緯30度から50度の間で、湿度が低く、気温も低い（摂氏5度から11度の間）地域であったことを示唆する観察結果もある。 ISGlobalのClimate and Healthプログラムのディレクターであり、本研究のコーディネーターを務めるXavier Rodó博士は、「COVID-19が真の季節性疾患であるかどうかという問題は、効果的な介入策を決定する上で、ますます重要になってきている」と説明する。   この疑問に答えるため、Rodó博士ら

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中国科学院プロセス工学研究所（IPE）の研究者らは、癌免疫療法を支援するために、免疫反応と腫瘍微小環境を共同で活性化するマクロファージと腫瘍のキメラ型エクソソームを開発した。この研究は、Science Translational Medicine誌のオンライン版に2021年10月13日に掲載された。この論文は、「マクロファージと腫瘍のキメラ型エクソソームがリンパ節と腫瘍に蓄積し、免疫反応と腫瘍微小環境を活性化する（Macrophage-Tumor Chimeric Exosomes Accumulate in Lymph Node and Tumor to Activate the Immune Response and the Tumor Microenvironment）」と題されている。 腫瘍細胞と闘うために免疫システムを強化または利用する癌免疫療法は、大きな期待が寄せられている。癌免疫療法の多くは、免疫細胞を大量に産生することに基づいている。しかし、これらの免疫細胞の機能は、固形癌における免疫抑制的な微小環境によって常に損なわれている。 これまでの研究で、エクソソームと呼ばれる細胞内のナノサイズの分泌小胞が治療薬として機能し、循環している癌細胞が主な腫瘍部位に戻る「ホーミング」能力を持つことが明らかになっている。 そこで研究チームは、腫瘍細胞から分離した核を活性化したマクロファージに導入し、生物学的に再プログラムしたマクロファージと腫瘍細胞のキメラ型エクソソーム「活性化マクロファージ-腫瘍細胞エクソソーム（aMT-exos）」を作製した。 「このキメラ型エクソソームには、MHC I分子、共刺激分子、免疫活性化サイトカインなど、さまざまな免疫成分が含まれていた。IPEのWei Wei教授は、「これらのキメラ型エクソソームは、そのナノサイズと腫瘍ホーミング分子の

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ラトガース大学の研究者らは、モーションセンサー付きのスニーカーを履いた人の微細な動きを調べることで、自閉症や健康問題に関連する遺伝性疾患「脆弱性X症候群」と「SHANK3欠失症候群」を歩行パターンと関連付けることに成功した。2021年10月22日にScientific Reports誌のオンライン版に掲載されたこの方法は、臨床診断の15～20年前に歩行障害を検出するもので、脳の構造と機能を維持するための介入モデルの開発に役立つ可能性がある。このオープンアクセス論文は、「因果関係予測モデルの最適なタイムラグが神経系病理の層別化と予測に役立つ（Optimal Time Lags from Causal Prediction Model Help Stratify and Forecast Nervous System Pathology）」と題されている。 ラトガース大学ニューブランズウィック校の心理学教授であり、同大学の感覚運動統合研究室の室長であるElizabeth Torres博士は、「歩行パターンは健康状態を示す特徴の一つだが、脆弱性Xのような疾患の歩行症状は、目に見える形で現れるまで何年も肉眼では見えないことがある」「手足が長い、短いなどの解剖学的な違いや疾患の複雑さなどの問題があるため、歩行パターンを用いて、年齢や発達段階の異なる人々に影響を与える神経系疾患を広くスクリーニングすることは困難であった」と述べている。 全米フラジールX財団によると、フラジールX症候群の原因となる異常遺伝子の保有者は、男性では468人に1人、女性では151人に1人とされている。National Organization for Rare Disordersによると、SHANK3欠失者の30％以上は、欠失が検出されるまでに通常2回以上の染色体検査を必要とする。また、SHANK3欠失症の

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進化生物学において、1950年代に提唱された「生活史理論」は、環境が整っているときには、生物が使用する資源は成長と繁殖に充てられるとしている。逆に、敵対的な環境下では、エネルギーの節約や外部からの攻撃に対する防御など、いわゆる維持プログラムに資源が振り向けられる。ジュネーブ大学（UNIGE）の科学者らは、この考えを、自己免疫疾患の原因となる免疫系の異常な活性化という特定の医学分野に発展させた。研究チームは、多発性硬化症のモデルマウスを用いて、寒さにさらされた生体が、免疫系から体温維持に資源を振り向ける仕組みを解明した。実際、寒さの中では、免疫系の有害な活動が減少し、自己免疫疾患の進行が大幅に抑制された。この結果は、Cell Metabolism誌の表紙を飾っており、エネルギー資源の配分に関する生物学的な基本概念に道を開くものである。この研究論文は、2021年10月22日にオンライン公開され、「寒冷環境下での免疫系リプログラミングによる神経炎症の抑制 （Cold Exposure Protects from Neuroinflammation Through Immunologic Reprogramming）」と題されている。 自己免疫疾患は、免疫系が自分の体の器官を攻撃することで起こる。例えば、1型糖尿病は、インスリンを分泌する膵臓細胞が誤って破壊されることで起こる。多発性硬化症は、中枢神経系（脳と脊髄）の最も一般的な自己免疫疾患だ。この病気は、神経細胞を保護するミエリンが破壊されることが特徴で、ミエリンは電気信号を正しくかつ迅速に伝達するために重要な役割を果たしている。ミエリンが破壊されると、麻痺などの神経障害が生じる。 敵対的な環境に対する生体の防御機構は、エネルギー的に高価であり、それらのうちのいくつかが活性化されると、トレードオフによって制約を受けることがある

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モザンビーク内戦（1977年～1992年）で象牙の密猟が激しく行われた結果、アフリカゾウのメスは個体数が激減する中で牙を持たなくなり、その結果、密猟を受けても生き残る可能性が高い表現型になったとプリンストン大学の研究者らは報告している。今回の研究成果は、人為的な捕獲が野生動物の個体群に及ぼす強力な選択力に新たな光を当てるものだ。食用や安全のため、あるいは利益のために、生物種を選択的に殺すことは、人類の人口や技術が増加するにつれ、より一般的で激しくなってきている。そのため、人間による野生動物の利用は、対象となる種の進化において強力な選択的推進力となっていることが示唆されている。しかし、その結果、どのような進化を遂げたのかは、まだ明らかになっていなかった。 本研究成果は、2021年10月22日発行のScience誌に掲載された。このオープンアクセス論文は、「象牙密猟とアフリカ象における無牙の急速な進化（Ivory Poaching and the Rapid Evolution of Tusklessness in African Elephants）」と題されている。 今回の研究では、プリンストン大学助教授のShane Campbell-Staton博士らが、モザンビークのゴロンゴサ国立公園において、モザンビーク内戦の最中とその後に象牙狩りがアフリカゾウの進化に与えた影響を調査した。この紛争では、両陣営の武装勢力が戦費調達のために象牙取引に大きく依存していたため、現地のゾウの数が90％以上も急速に減少した。 Campbell-Staton博士らは、過去のフィールドデータと人口モデルを用いて、この時期の激しい密猟により、この地域のメスのゾウが完全に牙を失った頻度が増加したことを示した。また、牙のないオスの数が極端に少ないことから、このパターンは性差を伴う遺伝的なものである

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このたび、ニューヨーク大学（NYU）ランゴーン・ヘルスでは、遺伝子操作された人間以外の腎臓を人体に移植する研究が初めて行われた。これは、生命を脅かす病気に直面している人々が、代替の臓器を利用できる可能性を示す大きな一歩となる。異種移植として知られるこの手術は、2021年9月25日（土）にニューヨーク大学ランゴン校のキンメル・パビリオンで行われた。この２時間に渡る手術は、ニューヨーク大学ランゴン校の外科学教授兼外科学部長であるRobert Montgomery医学博士、ニューヨーク大学ランゴン移植研究所の所長を務めるH.Leon Pachter医学博士が外科チームを率いた。腎臓は、数百マイル離れた場所で遺伝子操作された豚から入手し、脳死状態のドナーに移植された。このドナーは、家族の同意のもと、54時間にわたって人工呼吸器を装着され、医師は腎臓の機能を調べ、拒絶反応の兆候を観察した。 手術後、腎臓の機能を示す主要な指標は正常であり、人間の腎臓移植で見られるレベルであった。 ドナーとなった豚は、α-galと呼ばれる糖鎖をコードする遺伝子がノックアウトされており、これは豚の臓器に対して人間が抗体を介して拒絶反応を起こす原因となっている。さらに、豚の腎臓に対する新たな免疫反応を防ぐために、免疫系を「教育」する役割を持つ豚の胸腺を腎臓と一緒に移植した。 この手術は、ニューヨーク大学ランゴン校の特別に指定された研究倫理監督委員会によって承認された大規模な研究の一部だ。この手術は、同様の手術を追加して実施することを求める研究プロトコルの最新のステップだ。このような画期的な研究のための死後の全身提供は、臓器や組織が移植に適していない場合に、脳死宣言後に個人の利他的行為を実現するための新しい道筋を示している。 腎臓は、腹部外の上肢の血管に装着し、保護シールドで覆い、54時間の研究期間中

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バージニア・コモンウェルス大学の研究者Arun Sanyal博士（MD）が主導する縦断的な全国調査によると、肥満、糖尿病、および関連する障害によって肝臓の瘢痕化が進んだ人々が、肝臓疾患で死亡していることが明らかになった。この研究結果は、2021年10月21日発行のニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディシン誌に掲載され、特に2型糖尿病を持つ人々の肝臓疾患の検査に新たな緊急性をもたらすとともに、非アルコール性脂肪性肝疾患の将来的な治療法のロードマップを作成し、疾患が進行した人々の肝臓移植を防ぐことを目指している。NEJM誌に掲載されたこの論文は、「成人の非アルコール性脂肪性肝疾患の予後に関する前向き研究（Prospective Study of Outcomes in Adults with Nonalcoholic Fatty Liver Disease）」と題されている。 VCUヘルスの肝臓病専門医であるSanyal博士は、「この研究は、非アルコール性脂肪性肝疾患患者の転帰の真の割合を初めて明確に示したものだ。」「この研究は、米国糖尿病協会が最近発表した、肝臓疾患のスクリーニングを開始するというガイドラインに歯止めをかけ、スクリーニングをより主流にするものだ」と述べている。 多くの人は、アルコールの過剰摂取だけが肝臓疾患を引き起こすと考えている。しかし、世界の成人の4分の1が非アルコール性脂肪性肝疾患に罹患している。非アルコール性脂肪性肝疾患は、肝臓に余分な脂肪が蓄積される疾患で、飲酒よりも肥満や糖尿病との関連性が高いと言われている。ほとんどの人は、自分が非アルコール性脂肪性肝疾患であることを知らないか、そのリスクが高いと思っている。 非アルコール性脂肪性肝疾患を治療せずに放置すると、進行して肝臓に脂肪が蓄積し、炎症、瘢痕化（線維化）、さらには肝臓に永久的な障害

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これまでで最大規模のうつ病の遺伝子解析（2021年5月27日現在）において、米国退役軍人局（VA）の研究者は、うつ病のリスクを高める多くの新しい遺伝子変異を特定した。この画期的な研究は、研究者がうつ病の生物学的基盤をより深く理解するのに役立ち、より良い薬物治療につながる可能性がある。本研究では、VAのミリオンベテランプログラム（MVP）の参加者30万人以上と、23andMeを含む他のバイオバンクの100万人以上の被験者の遺伝子データを使用した。このような大規模な参加者プールにより、研究者らは、これまで知られていなかったうつ病の遺伝的リスクの傾向を見出すことができた。 共同研究者のJoel Gelernter博士（VA Connecticut Healthcare Systemおよびイェール大学医学部の研究者）は、今回の研究結果の意義について次のように述べている。「今回の研究では、うつ病の遺伝子構造について、これまで知られていなかった部分が明らかになった。「今回の研究により、うつ病の遺伝子構造がこれまで知られていなかったことが明らかになった。これにより、ゲノムの新たな領域を対象とした研究が可能になり、この情報をもとに、現在他の適応症で承認されている薬剤をうつ病の治療に再利用することができる」と述べている。 この研究成果は、Nature Neuroscienceの2021年5月27日号に掲載された。この論文は「百万人の退役軍人プログラムにおける両祖性うつ病GWASと120万人以上のメタアナリシスが新たな治療の方向性を示す（Bi-Ancestral Depression GWAS in the Million Veteran Program and Meta-Analysis in >1.2 Million Individuals Highlight New Thera

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2021年10月18日に発表された新しい研究結果によると、貧困状態は、遺伝子発現の変化を通じてヒトの心血管や免疫系の健康に影響を与える可能性があり、その影響は女性と男性で異なることが示唆された。この研究結果を米国人類遺伝学会2021年仮想年次総会（10月18日～22日）で発表したウェイン州立大学（ミシガン州）の遺伝学者であるNicole Arnold博士によると、貧困のような社会経済的な代表的な要因が、遺伝子の活動や健康に影響を与える可能性が浮き彫りになった。このArnold博士らのASHGアブストラクトは「健康維持のためのコスト：遺伝子発現の違いによる貧困の関連性（The Cost of Good Health: Poverty Association with Differential Gene Expression）」と題されている。 多くの生物医学的および社会科学的研究が、疾病リスクや回復力に対する社会的要因や遺伝的要因の役割を決定することの複雑さを記録している。最近の研究では、これらの要因がエピジェネティクスと呼ばれる生物学的メカニズムによって相互に関連する可能性があることも明らかになっている。このような遺伝子発現の変化は、社会経済的な要因と相関している可能性がある。 この関係をさらに詳しく調べるために、Arnold博士らは、HANDLS（Healthy Aging in Neighborhoods of Diversity across the Life Span）研究に参加しているボルチモア市の住民を対象に、貧困によるエピジェネティックな影響の可能性を調べた。研究チームは、世帯収入が連邦政府の貧困ラインを上回っているか下回っていると報告されている239人の参加者から血液サンプルを採取した。そのうち119人は黒人と自称し、120人は白人と自称した。研究者らは

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2021年10月18日に開催された米国人類遺伝学会（ASHG）2021年バーチャル年次総会で、ミシガン大学の研究員であるWei Zhao博士が発表した新しい研究によると、アルコールとタバコの使用は、成人の「エピジェネティック年齢」の上昇と関連し、男性の大量のアルコール使用は、子孫のエピジェネティック年齢の加速の上昇と関連していた。アルコールやタバコの使用が、エピジェネティックな変化を通じて、個人の健康だけでなく、子孫の生物学的健康にも影響を与えることはよく知られている。エピジェネティックな変化とは、遺伝子の発現に影響を与えるが、DNAの塩基配列は変化しない変化のことで、「エピジェネティック年齢」とは、ゲノムに沿ったエピジェネティックなパターンに基づいて生物学的年齢を推定することだ。今回の研究では、物質乱用の発症に関する世界で最も長期にわたる研究であるミシガン縦断研究のデータを用いて、アルコールとタバコの使用がエピジェネティック年齢にどのような影響を与えるかを調べた。 このZhao博士らのアブストラクトは、「ミシガン縦断研究におけるアルコール使用とタバコ喫煙のエピジェネティックな加齢加速に対する性差および世代差の影響（Sex-Specific and Generational Effects of Alcohol Use and Tobacco Smoking on Epigenetic Age Acceleration in the Michigan Longitudinal Study）」と題されている。 細胞が遺伝子のオン・オフを制御するために用いるエピジェネティックなメカニズムの一つに、DNAメチル化がある。DNAメチル化レベルは加齢とともに変化し、加齢の多くの生物学的指標と関連している。また、メチル化は、生涯にわたる環境要因や行動要因によっても影響を受けるため、

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米国人類遺伝学会（American Society of Human Genetics）の第20回年次総会（10月18日～22日）で発表された新しい研究結果によると、DNAの発現制御機構のわずかな変化が、年代、性別、寿命と相関していることが明らかになった。これらの知見は、長寿の研究に新たな道を開くとともに、哺乳類の進化におけるエピジェネティクスの役割や、加齢や寿命に関わる生物学的プロセスについての理解を深めるものだ。エピジェネティックな変化は、遺伝子の変化とは異なり、DNAの塩基配列を変えずに遺伝子の働きに影響を与える。細胞が遺伝子の働きを制御するために用いる一般的なエピジェネティックなメカニズムの1つに、特定のDNA文字（塩基）のメチル化がある。DNAのメチル化レベルは年齢とともに変化し、多くの動物モデルで長寿との関連が指摘されている。このたび、2021年10月18日、カリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）の遺伝学者Amin Haghani博士率いるチームは、小型で短命なものから巨大で長寿なものまで、200種以上の哺乳類のDNAメチル化について調査した結果を報告した。このデータセットを解析することで、哺乳類の種の中で、あるいは種を超えて、DNAメチル化と、年代、性別、最大寿命などのさまざまな形質との間に相関関係を確認することができた。Haghan博士らのアブストラクトのタイトルは、「哺乳類の寿命の違いを支えるDNAメチル化パターン（DNA Methylation Patterns Underlying Lifespan Differences in Mammals）」と題されている。 Haghani博士は、同僚のSteve Horvath博士とともに、200種の哺乳類から採取したさまざまな年齢層の14,000以上の組織サンプルのDNAメチル化パターンをプロファイリ

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世界各地でミツバチが大量に死滅している。この死滅は、ミツバチを殺したり、採餌後に巣に戻ってくる能力を損なったりする致命的なウイルスが原因のひとつである。しかし、2021年9月28日にiScienceのオンライン版に掲載された研究によると、安価で自然に存在するある化学物質が、ミツバチへのウイルスの影響を防いだり逆転させたりする可能性があることを示している。感染前にこの化合物を与えられたハチは、5日後にウイルスに感染せずに済む可能性が9倍高かった。また、ハチの巣をリアルタイムで監視することで、この化合物を与えられたハチは、1日の採餌の終わりに巣に戻る可能性が高いことも示された。このiScience誌に掲載されたオープンアクセス論文は、「ヒストン・デアセチラーゼ・インヒビター処理後の変形翅ウイルス感染ハチの採餌行動のリアルタイム・モニタリング（Real-Time Monitoring of Deformed Wing Virus-Infected Bee Foraging Behavior Following Histone Deacetylase Inhibitor Treatment）」と題されている。 変形翅ウイルスは、バローアダニという寄生虫によって媒介され、ミツバチのライフサイクルを通じて感染する。重度に感染したハチは、数日以内に死亡するか、翼の発達が悪くなって飛行や採餌の能力が損なわれる。また、これまでの研究では、このウイルスがミツバチの学習能力や記憶力を低下させ、餌を探した後に家を見つける能力に影響を与える可能性があることがわかっている。迷子になったハチは死ぬ可能性が高く、餌が不足してコロニーが最終的に崩壊する可能性もある。 「病原体はミツバチにとって間違いなくストレス要因だ」「しかし、養蜂家は食品の安全性を考慮して、農薬を使いたくない。そこで、我々は、ミツバチ

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テキサス大学MDアンダーソン癌センターの研究者らによる新たな発見により、炎症と膵臓癌発症との間の長年にわたる関係が明らかになった。2021年9月17日にScience誌のオンライン版に掲載された研究結果によると、膵臓細胞は、繰り返される炎症エピソードに対する適応反応を示し、最初は組織の損傷を防いでいるが、変異型KRASが存在すると腫瘍の形成を促進することがわかったという。著者らは、膵臓癌の約95％に見られる変異型KRASが、この適応反応をサポートすることで、癌の原因となる変異を維持しようとする選択圧が働くことを明らかにした。Science誌に掲載された論文は「炎症の上皮的記憶は組織の損傷を抑制する一方で膵臓の腫瘍化を促進する（Epithelial Memory of Inflammation Limits Tissue Damage While Promoting Pancreatic Tumorigenesis）」と題されている。 「我々は、一過性の炎症事象が上皮細胞の長期的なトランスクリプトームおよびエピジェネティック・リプログラミングを誘発し、炎症が治まった後も発癌性KRASと協力して膵臓腫瘍を促進することを発見した」「繰り返し起こる膵炎では、組織の損傷を抑えるためにKRASの変異を早期に獲得することができる。このことは、変異した細胞を選択するための強い進化圧力の存在を示唆しており、膵臓癌に変異したKRASがほぼ共通して存在することを説明できる可能性がある。」と、責任著者であるゲノム医学助教のAndrea Viale医学博士は述べている。 炎症と癌の関係を解明 炎症は、いくつかの癌種における腫瘍の発生と長い間関連していたが、その具体的な理由はこれまで明らかになっていなかった。共同研究者のEddardo Del Poggetto博士（ポスドク）とI-Lin Ho大

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ジョンズ・ホプキンス・キンメル癌センターの研究者が率いる大規模な国際共同研究により、膵臓癌の遺伝子やタンパク質の様々な側面を調べた結果、膵臓癌の治療や早期診断のための有望な新しいターゲットが特定された。この研究成果は、2021年9月16日にCell誌のオンライン版に掲載された。このオープンアクセスの論文は、「膵臓腺癌のプロテオゲノミック・キャラクタリゼーション（Proteogenomic Characterization of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma）」と題されている。 本研究の責任者である Hui Zhang 博士 (ジョンズ・ホプキンス大学医学部病理学教授、質量分析コア ファシリティ ディレクター) は、「現在、膵臓癌の患者にはほとんど選択肢がないが、本研究で得られた豊富なデータは、膵臓癌と闘う新たな方法につながる可能性がある」と述べている。 「何十年にもわたって研究が行われてきたが、膵臓癌は依然として厳しい診断が下されている」と、この研究の共著者であるジョンズ・ホプキンス大学医学部病理学教授のRalph Hruban医学博士は説明する。膵臓癌は、初期症状がなく、スクリーニングや早期発見のための信頼性の高い有効な方法がないため、患者の大部分は手術ができない末期段階で診断され、予後が極めて悪いのだ。Hruban博士によると、5年間の全生存率は10％以下で、転移性疾患を持つ患者の生存期間の中央値は12ヶ月以下だ。 膵臓腫瘍の遺伝子を調べる研究は数多く行われており、膵臓腫瘍に関連するいくつかの変異が確認されているが、これらの変異は薬物療法の対象にはならない。また、膵臓腫瘍は免疫系の反応をあまり起こさないため、免疫療法の効果はあまり期待できない。 膵臓癌と闘う新たな方法を求めて、Zhang博士、Hruban博士、臨床化学部門長兼

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NIHの支援を受けて行われた新しい研究では、細胞から放出され、他の細胞に取り込まれる可能性のある微小なナノ粒子であるエクソソーム（画像）を用いて、HIVに感染したマウスの細胞内に新しいタンパク質を送り込んだ。このタンパク質は、HIVの遺伝物質に付着してHIVの複製を阻止し、その結果、骨髄、脾臓、脳内のHIVの量が減少した。この研究は、NIHの国立精神衛生研究所（NIMH）からの資金提供を受け、2021年9月20日にNature Communications誌のオンライン版に掲載されたもので、HIVを抑制するための新しいデリバリーシステムの開発に道を開くものだ。このオープンアクセス論文は、「エクソソームを介したHIV-1の安定したエピジェネティック抑制（Exosome-Mediated Stable Epigenetic Repression of HIV-1）」と題されている。 「今回の結果は、HIVの遺伝子発現を抑制するエピジェネティクスベースの治療薬を脳組織に投与するためのエクソソーム工学の可能性を示している。これは、従来、HIVがHIV治療から隠れることができた領域だ。」とNIMHのエイズ研究部門のHIV神経病態・遺伝・治療部門のチーフであるJeymohan Joseph博士（本研究には関与していない）は述べた。 HIVは、体内で感染を防ぐのに重要な役割を果たす白血球の一種に感染することで、免疫システムを攻撃する。治療を行わないと、HIVはこの白血球を破壊し、体の免疫反応を低下させ、最終的にはAIDSを引き起こす。研究者らは、HIVとAIDSの治療と治癒のための新しい治療法の開発に取り組んでいるが、多くの理由からこの探求は困難だ。ひとつは、HIVが休眠状態に入り、体内に潜んで治療を逃れ、後になって再活性化することだ。特に脳に潜んでいるHIVは、血液脳関門のために治

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癌の特徴の一つは、ゲノムの不安定性、つまり細胞分裂の際に突然変異やDNAの損傷が蓄積してゲノムが変化してしまう傾向にあることだ。DNAの突然変異は、紫外線やX線の照射、発癌物質として知られる特定の化学物質などによって生じるが、我々の細胞は、損傷したDNAを監視し修復するメカニズムを発達させている。ゲノムの安定性は、ある種のメッセンジャーRNA（mRNA）の翻訳によっても脅かされることがある。DNAからコピーされたmRNAは、タンパク質を作るための遺伝暗号として機能する。特定のmRNAは、癌の転移に関連していることが知られている。この脅威に対抗するために、腫瘍抑制タンパク質であるヘテロジニアス核リボヌクレオプロテインE1（hnRNP E1）という特定のタンパク質が、これらのmRNAと結合して、タンパク質を作るのを阻止する。サウスカロライナ医科大学（MUSC）の研究者らはこれまでに、hnRNP E1が転移関連RNAに結合してその翻訳を阻害する仕組みを明らかにしている。hnRNP E1は、細胞の細胞質でRNAと結合するが、このタンパク質は細胞の核にも存在しているという。このことから、hnRNP E1は、DNAとも相互作用するのではないかと考えられた。その結果、hnRNP E1が核内でDNAと結合するという新たな役割を果たしていることが、2021年7月16日付でLife Science Allianceのオンライン版に掲載された。このオープンアクセス論文は、「異種核リボヌクレオタンパク質E1がポリシトシンDNAを結合し、ゲノムの完全性を監視する（Heterogeneous Nuclear Ribonucleoprotein E1 Binds Polycytosine DNA and Monitors Genome Integrity）」と題されている。 「このRNA結合タンパク質

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2021年9月16日、STEM CELLS Translational Medicine（SCTM）誌のオンライン版に掲載された、コーネル大学獣医学部の一部であるベイカー・インスティテュート・フォー・アニマル・ヘルス（ニューヨーク州）の研究者らによるex vivoモデルでの研究において、幹細胞の一種である間葉系間質細胞（MSC）の分泌物で傷を治療することで、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MSRA）の生存率を効果的に低下させ、周囲の皮膚細胞を刺激して細菌に対する防御力を高めることができることが報告された。このオープンアクセス論文は、「間葉系ストローマ細胞が分泌するCCL2は、角化細胞における抗菌ペプチドの発現増加を介して抗菌防御機構を促進する（Mesenchymal Stromal Cell Secreted CCL2 Promotes Antibacterial Defense Mechanisms Through Increased Antimicrobial Peptide Expression in Keratinocytes）」と題されている。 米国疾病対策予防センター（CDC）の最新の統計によると、2017年、米国では11万9,000人以上の人が黄色ブドウ球菌（S. aureus）と呼ばれる細菌による血流感染症にかかり、2万人近くが死亡した。黄色ブドウ球菌は、免疫力の低下した患者や傷口が感染した環境など、特定の状況下で脅威となる可能性があり、また、現在、細菌感染症の治療に使用できる唯一の薬である多くの抗生物質に対して耐性を持っていることから、大きな医療問題となっている。しかし、今回の研究では、最も危険な菌の1つであるMRSAを治療するための新たな方法が示されたことで、この状況を変えることができるかもしれない。 多くの人がMRSAを保有していても深刻な影響はない

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動物を見ているだけで、多くのことを知ることができる。しかし、中には暗闇の中で・・・つまり紫外線のついた懐中電灯を使わなければわからない秘密もある。それは、砂地の地下に住む小さなげっ歯類、ホリネズミだ。ジョージア大学（UGA）の研究者らが発表した新しい論文によると、気が強く、孤独で、丸い頬を持つこの動物は、紫外線の下でのみ明らかになる特別な能力を持っているという。ホリネズミは、紫外線を照射すると、色のついた光を放つ生物蛍光体である。画像は、紫外線を照射したホリネズミだ（出典：UGA）。2021年7月19日にThe American Midland Naturalistのオンライン版に掲載されたもので、ホリネズミの生体蛍光が記録されたのは初めてのことだ。UGA Warnell School of Forestry and Natural Resourcesの博士課程を卒業したてで、この研究の筆頭著者であるJ.T. Pynne博士は、数年前にムササビやオポッサムでこの現象を記録した同様の研究を読んで、この可能性に光を当ててみようと思ったという。この新しい論文は「ホリネズミの紫外線生物蛍光（Ultraviolet Biofluorescence in Pocket Gophers）」と題されている。 現在、ジョージア州野生生物連合の私有地野生生物学者であるPynne博士は、「私も含めて多くの人が他の動物に興味を持っていた」と語る。そこで、彼は UGA Warnell の動物標本のコレクションに目を向けた。 「飼っていたムササビで試したところ、確かに効果があった。それで、じゃあ、他に何があるんだ？と言ったんだ」。大学時代のPynne博士は、短気で地下トンネルに生息するホリネズミの研究に力を入れていた。そこで彼は、手持ちのUVライトをホリネズミに向けてみた。 「すると、ホリネズミ

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何百もの癌関連遺伝子が、病気を引き起こす上で、科学者たちの予想とは異なる役割を果たしていることがわかった。腫瘍抑制遺伝子と呼ばれるものは、長い間、細胞の成長を妨げ、癌細胞が広がるのを防ぐことが知られていた。これらの遺伝子に変異があると、腫瘍が野放しになってしまうと科学者らは考えていた。今回、ハワード・ヒューズ・メディカル研究所（HHMI）の研究者であり、ハーバード大学医学部のグレゴール・メンデル遺伝学・医学教授であるStephen Elledge博士（写真）らの研究チームは、これらの欠陥遺伝子の多くが驚くべき新しい作用を持つことを明らかにした。ブリガム・アンド・ウィメンズ病院の遺伝学者でもあるElledge博士らは、100以上の変異した腫瘍抑制遺伝子が、マウスの悪性細胞を免疫系が発見して破壊するのを防ぐことができるとし、その結果を2021年9月17日付でScience誌のオンライン版に報告した。「衝撃だったのは、これらの遺伝子は、単に『成長しろ、成長しろ、成長しろ！』と言っているのとは違い、免疫系を回避するためのものだった」とElledge博士は語った。Science誌に掲載されたこの論文は、「適応型免疫系は腫瘍抑制遺伝子の不活性化の主要な要因である（The Adaptive Immune System Is a Major Driver of Selection for Tumor Suppressor Gene Inactivation）」と題されている。 これまでの常識では、腫瘍抑制遺伝子の大部分は、突然変異によって細胞が暴走し、無秩序に成長したり分裂したりすると考えられていた。しかし、この説明にはいくつかのギャップがあった。例えば、これらの遺伝子の多くが変異しても、シャーレの中の細胞に入れても実際には暴走しない。また、異常な細胞を攻撃する能力に長けた免疫系が、なぜ

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MITのエンジニアは、Cancer Research UKマンチェスター研究所の科学者と共同で、健康な膵臓細胞または癌細胞を用いて、膵臓の小さなレプリカを成長させる新しい方法を開発した。この新しいモデルは、現在最も治療が困難な癌の一つである膵臓癌の治療薬の開発や試験に役立つと期待されている。研究チームは、膵臓を取り巻く細胞外環境を模倣した特殊なゲルを用いて膵臓の「オルガノイド」を培養し、膵臓腫瘍とその環境との重要な相互作用を研究することができた。現在、組織を培養するために使用されているいくつかのゲルとは異なり、MITの新しいゲルは完全に合成されており、組み立てが容易で、常に一定の組成で製造することができる。 「再現性の問題は大きな課題だ」「研究者らは、この種のオルガノイドの培養をより計画的に行い、特に微小環境を制御する方法を模索している」と、MIT School of EngineeringのTeaching Innovation教授であり、生物工学と機械工学の教授でもあるLinda Griffith博士は述べた。 この研究者らはまた、この新しいゲルが、腸管組織や子宮内膜組織など、他の種類の組織の培養にも使用できることを示した。 Griffith博士と、Cancer Research UKマンチェスター研究所のグループリーダーであるClaus Jorgensen博士は、2021年9月13日にNature Materials誌のオンライン版に掲載された論文の上級著者だ。主著者は、Cancer Research UKマンチェスター研究所の元大学院生であるChristopher Below博士だ。この論文は、「膵管腺癌オルガノイドの微小環境に触発された合成三次元モデル（A Microenvironment-Inspired Synthetic Three-Dimension

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マックスプランク医学研究所（ドイツ・ハイデルベルグ）とDWIライプニッツ相互作用材料研究所（ドイツ・アーヘン）の研究者らは、創傷閉鎖時の細胞シグナルを制御する合成エクソソームを開発した。この合成構造は、体内のさまざまなプロセスで細胞間のコミュニケーションに基本的な役割を果たしている、天然の細胞外小胞［編集部注：エクソソームは細胞外小胞のサブセット］に似せて作られている。この研究者は、創傷治癒や新しい血管の形成を制御・支援する重要なメカニズムを明らかにした。細胞から天然の細胞外小胞を分離するのではなく、プログラム可能な完全合成細胞外小胞をゼロから設計・構築した。その結果、天然のブループリントの機能にヒントを得て、治療機能を持つ完全合成エクソソームを構築することに初めて成功した。本研究成果は、2021年9月3日付けでScience Advances誌のオンライン版に掲載された。このオープンアクセス論文は、「バイオメディカル関連の完全合成細胞外ベシクルのボトムアップ・アセンブリ（Bottom-Up Assembly of Biomedical Relevant Fully Synthetic Extracellular Vesicles ）」と題されている。 我々のような多細胞生物にとって、細胞間のコミュニケーションがうまく機能することは基本的なことだ。我々の体のほとんどすべてのプロセスは、細胞が組織や器官を形成したり、例えば免疫反応の際に協力し合ったりする際に、細胞間や細胞間の調整された相互作用を必要とする。 傷の治癒や新しい血管の形成にも、組織の再生を円滑に行うために、細胞間の広範なシグナル伝達が必要である。そのために、皮膚の細胞はいくつかのメカニズムを用いて相互にコミュニケーションをとっている。そのメカニズムの1つが細胞外小胞である。細胞外小胞は、細胞がさまざまな分子を

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SARS-CoV-2のワクチンが開発されているにもかかわらず、世界的な免疫が達成されるまで、効果的な治療薬が必要とされている。英国マンチェスター大学のAdam Pickard博士とKarl Kadler博士らが、2021年9月9日にPLOS Pathogensのオンライン版で発表した研究によると、FDAで承認されているいくつかの薬剤をCOVID-19感染症の治療に安全に再利用できる可能性が示唆された。このオープンアクセス論文は、「ヒト細胞におけるSARS-CoV-2の複製を遅らせる再利用可能な薬剤の発見（Discovery of Re-Purposed Drugs That Slow SARS-CoV-2 Replication In Human Cells）」と題されている。 世界の人口の大部分は未だにワクチンを接種していないが、安全性が証明され、容易に配布でき、SARS-CoV-2の感染拡大を抑えることができる薬剤はほとんどない。この研究者らは、SARS-CoV-2感染症を効果的に治療できる薬剤を特定するために、SARS-CoV-2ウイルスに発光酵素のタグを付けてウイルス量を定量化し、FDA（米国食品医薬品局）が承認している1,971種類の治療薬をスクリーニングした。次に、さまざまな種類のヒト感染細胞を用いて、各薬剤の効果を分析し、各薬剤を投与した後の感染細胞でのウイルスの複製状況を観察した。 著者らは、すでにSARS-CoV-2に感染している細胞のウイルス複製を抑制するのに有効な9種類の薬剤を特定した。しかし、この研究はヒト細胞でしか行われていないという制限があり、患者のSARS-CoV-2の治療に効果があるかどうかはまだ検証されていない。この薬がCOVID-19患者の治療薬として適しているかどうかを判断するには、臨床試験が必要だ。 著者らは、「今回の研究により

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コンゴ民主共和国のコンゾ(konzo, 痙性不全対麻痺)多発地域の腸内細菌叢と遺伝子の違いが、加工の不十分なキャッサバを食べた後のシアン化物の放出に影響する可能性があることが、180人の子供を対象とした最近の研究で明らかになった。キャッサバは、開発途上国の5億人以上の人々の食料安全保障に関わる作物だ。リスクの高いコンゾ地域に住む子供らは、腸内のグルコシダーゼ（リナマラーゼ）微生物が多く、ロダナーゼ微生物が少ないことから、この病気に対する感受性が高く、防御力が低い可能性があると、国立小児病院（ワシントンDC）の研究者が中心となって、2021年9月10日にNature Communications誌のオンライン版で研究結果を発表した。このオープンアクセスの論文は、「コンゾの腸内細菌叢について（The Gut Microbiome in Konzo）」と題されている。 コンゾは、麻痺を伴う重篤で不可逆的な神経疾患だ。コンゾは、コンゴ民主共和国をはじめとする低所得国の必須作物であるキャッサバ（マニオックの根）の加工が不十分なものを食べた後に発症する。キャッサバには、シアノゲン化合物であるリナマリンが含まれている。グルコシダーゼ活性を持つ酵素は、デンプンを単糖に変換する一方で、リナマリンを分解し、体内にシアン化合物を放出する。 国立小児病院の遺伝医学研究センターのディレクターであるEric Vilain医学博士は、「誰がリスクを抱えているかを知ることで、キャッサバの加工方法を改善したり、食生活を多様化したりするなど、ターゲットを絞った介入が可能になるだろう」「別の介入方法としては、マイクロバイオームを修正して保護レベルを高めることが挙げられる。しかし、これは意図しない結果やその他の副作用をもたらす可能性のある難しい作業だ。」と述べている。 コンゾの罹患率と重症度の正確な生物学的

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近年の犬の品種改良により、キャバリア・キング・チャールズ・スパニエルに病気を引き起こす変異が含まれており、その中には一般的な心臓疾患である粘液腫性僧帽弁膜症（MMVD）に関連する変異も含まれていた。ウプサラ大学のErik Axelsson博士らは、この新しい知見を2021年9月2日にPLOS Genetics誌のオンライン版で発表した。このオープンアクセス論文は、「犬種形成の遺伝的帰結-キャバリア・キング・チャールズ・スパニエルの粘液性僧帽弁疾患に関連する不自然な遺伝的変異の蓄積と突然変異の固定化（The Genetic Consequences of Dog Breed Formation-Accumulation of Deleterious Genetic Variation and Fixation of Mutations Associated with Myxomatous Mitral Valve Disease in Cavalier King Charles Spaniels）」と題されている。 過去300年にわたる犬の繁殖により、様々なサイズ、形状、能力を持つ驚くべき多様性を持った犬種が誕生した。しかし残念なことに、この過程で多くの犬種が近親交配し、遺伝性疾患を受け継ぐ可能性が高くなっている。今回の研究では、最近の繁殖方法によって、犬の病気を引き起こす変異体の数が増えているかどうかを知りたいと考えた。研究チームは、ビーグル、ジャーマンシェパード、ゴールデンレトリバーなど、一般的な8つの犬種のうち、20匹の犬の全ゲノム配列を決定した。その結果、最も強い交配が行われたキャバリア・キング・チャールズ・スパニエルは、他の犬種よりも有害な遺伝子変異が多いことがわかった。 また、キャバリア・キング・チャールズ・スパニエルのゲノムに、MMVDに関連する遺伝子変異が

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片頭痛に悩まされている人は2型糖尿病になりにくく、また、糖尿病になった人の中には片頭痛になりにくい人もいる。今日、これらの疾患の関連性を研究している科学者らが、片頭痛の痛みを引き起こすペプチドが、マウスのインスリン分泌に影響を与えることを報告した。おそらく、分泌されるインスリンの量を調節したり、インスリンを産生する膵臓細胞の数を増やしたりすることで、インスリンの分泌に影響を与えるのだろう。この発見は、糖尿病の予防や治療法の改善につながる可能性がある。アメリカ化学会秋季大会（ACS Fall 2021）でその研究成果が発表された。ACS Fall 2021は、8月22日～26日にバーチャルと対面で開催されたハイブリッドミーティングで、オンデマンドコンテンツは8月30日～9月30日に配信される。この会議では、幅広い科学のトピックに関する7,000件以上の発表が行われた。 「片頭痛は脳で起こり、糖尿病は膵臓に関連しており、これらの臓器は互いに離れている」と、本プロジェクトの研究責任者であるテネシー大学のThanh Do博士は述べた。Do博士は、「糖尿病と脳の間には逆の関係があるという論文が数多く発表されたことから、このテーマに関心を持つようになった」と語る。 彼らは、神経系に存在する2つのペプチド、カルシトニン遺伝子関連ペプチド（CGRP）と下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド（PACAP）が、片頭痛の痛みを引き起こすのに重要な役割を果たしていることをすでに知っていた。これらのペプチドは、関連するペプチドであるアミリンとともに、膵臓にも存在する。膵臓では、β細胞からのインスリンの分泌に影響を与えている。 インスリンは、体内の他の細胞がブドウ糖を吸収し、それを貯蔵したり、エネルギーとして利用したりするのを助けることで、血糖値を調整する。2型糖尿病では、他の細胞がインス

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家庭菜園や農家にとって、草食昆虫は彼らの努力や作物の収穫を妨げる大きな脅威となっている。これらの昆虫を捕食する捕食昆虫は、害虫が感知できる匂いを発し、害虫は食べられないように行動を変え、さらには生理的にも変化する。従来の農薬に対する昆虫の耐性が高まる中、このたびペンシルバニア州立大学の研究者らは、捕食者が発する「恐怖の匂い」をボトルに詰めて、刺激の強い物質を使わずに自然に破壊的な昆虫を撃退・撹乱する方法を開発したと報告した。 2021年8月25日、アメリカ化学会の秋季大会（ACS Fall 2021）でその研究成果が発表された。ACS Fall 2021は、2021年8月22日～26日にバーチャルと対面（アトランタ）で開催されたハイブリッド会議で、オンデマンドコンテンツは2021年8月30日～9月30日の間、視聴できる。この会議では、幅広い科学トピックに関する7,000件以上のプレゼンテーションが行われた。 危険な状況を回避するために、感覚を働かせることは珍しいことではない。人間は火事を視覚や嗅覚を使い脅威を察知することができる。獲物となる生物が捕食の脅威を検知できることを示唆する、リスクに対するこのような行動反応の証拠が、分類群を超えて存在しているが、特に昆虫の場合、検知のメカニズムはあまりよくわかっていなかった。 ACSミーティングで研究発表を行ったペンシルバニア州立大学のポスドクのジェシカ・カンズマン博士は、「昆虫は嗅覚の手がかりを頼りに餌や仲間、住む場所を探しているので、この匂いを利用して行動を操作する方法を調査する絶好の機会だ」と述べた。   アブラムシとテントウムシ アブラムシはさまざまな作物に甚大な被害を与える害虫であり、その数の多さ、植物病原菌を媒介する能力、殺虫剤への耐性の強さなどから、生産者にとって根強い問題となっている。また、テントウムシの好

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エクソソームとは、細胞がデリケートな分子を保護し、全身に届けるために作るナノサイズの生体カプセルである（他にも機能がある）。エクソソームは、酵素による分解や、腸や血流中の酸性度や温度の変化にも耐えられる丈夫なカプセルであり、ドラッグデリバリーの候補として期待されている。しかし、臨床レベルの純度を達成するためにエクソソームを採取するのは、複雑なプロセスを要する。バージニア工科大学（VTC）のFralin Biomedical Research Instituteの教授であり、Center for Vascular and Heart ResearchのディレクターであるRob Gourdie博士は、「エクソソームは牛乳に豊富に含まれているが、他の乳タンパク質や脂質から分離するのは困難だった」と述べている。Gourdie博士の研究室では、殺菌していない牛乳からエクソソームを採取するスケーラブルな方法を開発した。Nanotheranostics誌に掲載されたこの精製方法を用いることで、研究チームは1ガロンの未殺菌牛乳に対して約1カップの精製されたエクソソームを抽出することがでたという。このオープンアクセス論文は、「牛乳から高品質な精製低分子細胞外小胞をスケーラブルに製造するための新規プロトコル（Novel Protocols for Scalable Production of High Quality Purified Small Extracellular Vesicles from Bovine Milk）」と題されている。 Gourdie博士は、Commonwealth Research Commercialization Fund Eminent Scholar in Heart Reparative Medicine Researchや、Virginia Tech

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現在のCOVID-19を引き起こすウイルスは、はるか昔の2019年12月に最初に人々を病気にしたウイルスと同じではない。現在流行している亜種の多くは、元のウイルスに基づいて開発された抗体ベースの治療薬の一部に部分的に耐性を持っている。パンデミックが続くと、必然的にさらに多くの亜種が発生し、耐性の問題は大きくなる一方だ。ワシントン大学医学部（セントルイス）の研究者らは、広範囲のウイルス亜種に対して低用量で高い保護効果を示す抗体を発見した。さらに、この抗体は、ウイルスの亜種間でほとんど違いのない部分に結合するため、この部分で耐性が生じる可能性は低いと考えられるという。本研究成果は、2021年8月18日にImmunity誌のオンライン版に掲載され、ウイルスが変異しても効力が失われにくい、新しい抗体ベースの治療法の開発に向けた一歩となる可能性がある。この論文は、「SARS-CoV-2を強力に中和する抗体が、高度に保存されたエピトープのユニークな結合残基を利用して、懸念されるバリアントを抑制する（A Potently Neutralizing SARS-CoV-2 Antibody Inhibits Variants of Concern By Utilizing Unique Binding Residues in a Highly Conserved Epitope）」と題されている。 ワシントン大学医学部（セントルイス）のMichael S. Diamond博士（MD, PhD）は、「現在の抗体は、すべての亜種ではなく、一部の亜種に有効である可能性がある」と述べている。「このウイルスは、時間と空間を超えて進化し続けるだろう。広範囲に中和する効果的な抗体を持つことで、個別に作用するだけでなく、組み合わせて新しい組み合わせを作ることができ、耐性を防ぐことができるだろう」と述べてい

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マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者らは、フジツボが岩にしがみつくために使う粘着性物質にヒントを得て、傷ついた組織を密封し、出血を止めることができる、強力で生体適合性のある接着剤を設計した。この新しい接着剤は、表面が血液で覆われていても接着することができ、塗布後約15秒でしっかりと密閉することができるという。このような接着剤を使えば、外傷の治療や手術中の出血を抑えるのに、より効果的な方法を提供できる可能性があるとこの研究者らは述べている。「我々は、人間の組織のように湿っていて動的な環境という、困難な環境における接着の問題を解決している。同時に、この基本的な知識を、命を救うことができる実際の製品に結びつけようとしているのだ」と、本研究の上級著者の一人であるMITの機械工学および土木環境工学の教授、Xuanhe Zhao博士は述べている。ミネソタ州ロチェスターにあるメイヨー・クリニックの心臓麻酔科医および重症患者治療医であるChristoph Nabzdyk医学博士も、2021年8月9日にNature Biomedical Engineering誌のオンライン版に掲載された論文の上席著者だ。MITリサーチサイエンティストのHyunwoo Yuk博士とポスドクのJingjing Wu博士は、この研究の主著者だ。この論文は、「フジツボ粘着剤から着想を得たペーストによる迅速かつ凝固に依存しない止血効果（Rapid and Coagulation-Independent Haemostatic Sealing By a Paste Inspired by Barnacle Glue）」と題されている。 自然からのインスピレーション 出血を止める方法は長年の課題であり、十分に解決されていないとZhao博士は述べた。傷口の縫合には一般的に縫合糸が使用されるが、縫合するには時間がか

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あらゆる感覚は世界の豊かさに対応しなければならないが、嗅覚を司る嗅覚系の挑戦はその比ではない。虹のすべての色を感じるためには、目の中に3つの受容体があれば十分だ。しかし、色鮮やかな世界は、何百もの分子で構成され、形や大きさ、性質が大きく異なる何百万もの匂いを持つ化学の世界の複雑さに比べると見劣りする。例えば、コーヒーの香りは、200種類以上の化学物質の組み合わせから生まれる。それぞれの化学物質は、構造的に多様であり、どれかだけではコーヒーの香りはしない。ロックフェラー大学の神経科学者Vanessa Ruta博士（写真）は、「嗅覚系は、わずか数百個あるいはそれよりも少ない嗅覚受容体によって、膨大な数の分子を認識しなければならない。他の感覚器官とは異なるタイプの論理を進化させなければならなかったことは明らかだ」と述べた。Ruta博士らは、嗅覚受容体が働いている様子を世界で初めて分子レベルで捉え、匂いの認識に関する数十年来の疑問に答えを提示した。 2021年8月4日にNature誌のオンライン版に掲載されたこの研究成果は、嗅覚受容体が、神経系の他の受容体ではほとんど見られない論理に従っていることを明らかにしている。ほとんどの受容体は、少数の選択された分子とロックアンドキー方式で結合するように精密に形成されているが、嗅覚受容体の多くは、それぞれが多数の異なる分子と結合する。様々な匂いに対応することで、各受容体は多くの化学成分に反応することができる。その結果、脳は受容体の組み合わせによる活性化パターンを考慮して匂いを把握することができる。Nature誌に掲載されたこのオープンアクセスの論文のタイトルは、「昆虫の嗅覚受容体における匂いの認識の構造的基盤（The Structural Basis of Odorant Recognition in Insect Olfactory Re

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女性が閉経を迎える年齢は、生殖能力にとって非常に重要であり、女性の健康的な加齢にも影響を与える。しかし、生殖年齢の研究は科学者にとって困難であり、その基礎となる生物学についての洞察は限られていた。今回、女性の生殖寿命に影響を及ぼす約300の遺伝子変異が特定された。さらに、マウスを用いて、これらの遺伝子変異に関連するいくつかの重要な遺伝子を操作し、生殖寿命を延ばすことにも成功した。この研究成果は、2021年8月4日にNature誌のオンライン版に掲載され、生殖加齢プロセスに関する知識を大幅に増やすとともに、どのような女性が他の女性よりも早く閉経を迎えるかという予測を改善する方法を提供している。この論文は、「ヒト卵巣の老化を制御する生物学的メカニズムの遺伝的洞察（Genetic Insights into Biological Mechanisms Governing Human Ovarian Ageing）」と題されている。 この150年の間に平均寿命は飛躍的に伸びたが、多くの女性が自然に閉経する年齢は約50歳と比較的一定だ。女性は生まれながらにしてすべての卵子を持っているが、年齢とともに徐々に失われていく。卵子のほとんどがなくなると閉経するが、自然な生殖能力の低下はそれよりもかなり早い段階で起こる。 共同研究者であるコペンハーゲン大学のエヴァ・ホフマン教授（PhD）は、次のように述べている。「卵子の中の損傷したDNAを修復することは、女性が生まれながらにして持っている卵子のプールを確立する上で、また、生涯を通じてどれだけ早く卵子を失うかについても、非常に重要であることは明らかだ。生殖機能の老化に関わる生物学的プロセスの理解が深まれば、不妊治療の選択肢の改善につなるだろう」と述べている。 今回の研究は、エクセター大学、ケンブリッジ大学MRC疫学ユニット、バルセロナ自治

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アリストテレスの時代から、ヒトの肝臓は体内の臓器の中で最も再生能力が高いことが知られており、70％切断しても再生することができるため、生体肝移植が可能になった。肝臓は損傷を受けても完全に再生するが、その再生プロセスの活性化や停止、再生が終了するタイミングを制御するメカニズムは、まだ解明されていなかった。  このたび、ドレスデン（ドイツ）のマックスプランク分子細胞生物学・遺伝学研究所（MPI-CBG）、ガードン研究所（英国・ケンブリッジ）およびケンブリッジ大学（生化学部）の研究者らは、間葉系細胞という種類の制御細胞が、肝臓の再生を活性化したり停止したりすることを発見した。間葉系細胞は、再生する細胞（上皮細胞）との接触回数を増やすことで、肝臓の再生を促進したり停止したりする。今回の研究では、癌や慢性肝疾患を引き起こす可能性のある再生プロセスのエラーは、両集団間の接触の数が間違っていることが原因であることが示唆された。 本研究は、2021年8月2日にCell Stem Cell誌のオンライン版に掲載された。このオープンアクセス論文は、「大動脈周囲の間充織と管状上皮の動的な細胞接触が肝細胞増殖の可変抵抗器として働く（Dynamic Cell Contacts Between Periportal Mesenchyme and Ductal Epithelium Act As a Rheostat for Liver Cell Proliferation）」と題されている。 成熟した肝細胞が再生反応を引き起こす分子メカニズムは、まだほとんど解明されていない。欧州では、約2,900万人が肝硬変や肝癌などの慢性肝疾患に苦しんでいる。これらの疾患は、罹患率および死亡率の主要な原因となっており、肝疾患は世界で年間約200万人の死亡原因となっている。現在のところ、治療法はなく、肝不全に対する

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メラノーマの原因となる突然変異は、従来考えられていたDNAのコピーエラーではなく、主に太陽光によるDNAの化学変換に起因することが、ヴァンアンデル研究所（VAI）の研究者らによる研究で明らかになり、Science Advances誌2021年7月30日号に掲載された。このオープンアクセス論文は、「メラノーマの突然変異の主要なメカニズムは、ピリミジン二量体中のシトシンの脱アミノ化にあることがCircle Damage Sequencingで明らかになった（The Major Mechanism of Melanoma Mutations Is Based on Deamination of Cytosine in Pyrimidine Dimers As Determined by Circle Damage Sequencing）」と題されている。この研究成果は、メラノーマのメカニズムに関する長年の信念を覆すものであり、予防の重要性を強調するとともに、他の種類の癌の起源を調査するための道筋を示している。 「癌は、欠陥のある細胞が生存し、他の組織に侵入するためのDNA変異によって生じる。しかし、ほとんどの場合、これらの変異の原因は明らかになっておらず、治療法や予防法の開発を難しくしている。今回、メラノーマでは、太陽光によるダメージが、DNA複製時に完全な変異をもたらす "前変異 "を生じさせることで、DNAを準備することが明らかになった」と、VAIの教授で本研究の責任著者であるGerd Pfeifer博士は述べている。 メラノーマは、色素を作り出す皮膚細胞から発生する深刻なタイプの皮膚癌だ。他の皮膚癌に比べて発生頻度は低いものの、メラノーマは転移して他の組織に浸潤する可能性が高く、患者の生存率を著しく低下さる。これまでの大規模なシーケンス研究では、メラノーマはあらゆる癌の中

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UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Centerの科学者が主導したマウスを用いた研究によると、まれで攻撃的なサブタイプの白血病でしばしば過剰に発現するタンパク質を除去することで、癌の進行を遅らせ、生存の可能性を大幅に高めることができるという。この研究成果は、RNA結合タンパク質であるIGF2BP3（insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 3）を多く含む癌、特に混成系統白血病（MLL）遺伝子の染色体再配列を特徴とする急性リンパ性白血病および骨髄性白血病に対する標的治療法の開発に役立つ可能性がある。この研究成果は、2021年6月29日にLeukemia誌のオンライン版に掲載され、がんの標的治療法の開発に役立つ可能性がある。このオープンアクセス論文は、「RNA結合タンパク質IGF2BP3はMLL-AF4-Mediated Leukemogenesisに重要である（The RNA-Binding Protein IGF2BP3 Is Critical for MLL-AF4-Mediated Leukemogenesis）」と題されている。 これらのMLL再配列白血病では、IGF2BP3が、癌関連タンパク質の遺伝的指示を担う特定のRNA分子に付着し、癌の発生を著しく増幅させる。このタイプの白血病と診断された小児および成人は、予後が悪く、治療後の再発のリスクが高いとされている。 Jonsson Cancer Centerのメンバーであり、UCLAのDavid Geffen School of Medicineの病理学および臨床検査医学の准教授である上席著者のDinesh Rao医学博士は、「このタイプの白血病は、分裂と拡散の速度が速いため、攻撃性が高い」「この病気は、CAR T細胞療法やブ

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2021年7月27日、ライス大学（テキサス州ヒューストン）の生物工学者が3Dプリントとスマートバイオマテリアルを用いて、1型糖尿病患者のためのインスリン産生インプラントを製作していることが発表された。この3年間のプロジェクトは、Omid Veiseh博士とJordan Miller博士の研究室が共同で行っており、糖尿病研究の世界的な主要基金である若年性糖尿病研究財団（JDRF）の助成金を受けている。Veiseh博士とMiller博士は、ヒトの幹細胞から作られたインスリンを産生するβ細胞を用いて、血糖値を感知し、適切な量のインスリンを投与することで血糖値を調整するインプラントを開発しようとしている。 バイオエンジニアリング学科の助教授であるVeiseh博士は、移植された細胞治療を免疫系から保護する生体材料の開発に10年以上を費やしてきた。また、バイオエンジニアリング学科のMiller准教授は、15年以上にわたり、血管系（血管のネットワーク）を持つ組織を3Dプリントする技術を研究してきた。 Veiseh博士は、「膵臓が通常行っていることを本当に再現したいのであれば、血管系が必要にながる。それが、今回のJDRFとの共同研究の目的だ。膵臓にはもともと血管があり、細胞は膵臓の中で特定の方法で組織化されている。Jordanと私は、自然界に存在するのと同じ方向にプリントしたいのだ」と述べた。 1型糖尿病は、膵臓から血糖値をコントロールするホルモンであるインスリンが分泌されなくなる自己免疫疾患だ。約160万人のアメリカ人が1型糖尿病を患っており、毎日100人以上の患者が診断されている。1型糖尿病は、インスリン注射で管理できる。しかし、インスリンの摂取と食事、運動、その他の活動とのバランスをとることは困難だ。研究によると、米国の1型糖尿病患者のうち、目標とする血糖値を常に達成しているの

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フランスの生物文化人類学研究ユニット（CNRS / エクス・マルセイユ大学 / EFS）の研究チームは、3体のネアンデルタール人と1体のデニソワ人の血液型を分析し、アフリカ起源、ユーラシア大陸への拡散、初期のホモ・サピエンスとの交配に関する仮説を確認した。また、遺伝的多様性が低く、人口統計学的に脆弱である可能性を示す証拠も発見された。この研究成果は、2021年7月28日にPLOS ONEのオンライン版に掲載された。このオープンアクセス論文は、「ネアンデルタール人とデニソワ人の血液型を解読（Blood Groups of Neandertals and Denisova Decrypted ）」と題されている。 ネアンデルタール人とデニソワ人の絶滅したヒト科の系統は、30万年前から4万年前までユーラシア大陸全体に存在していた。ネアンデルタール人とデニソワ人の約15人の遺伝子配列が明らかになっているにもかかわらず、血液型の基礎となる遺伝子の研究はこれまで軽視されてきた。しかし、血液型は人類学者が人類の集団の起源、移動、交配を復元するための最初のマーカーとなった。 フランス国立科学研究センター（CNRS）、エクス・マルセイユ大学、フランス血液研究所（EFS）の研究者らは、10万年前から4万年前に生きていたデニソワ人とネアンデルタール人の女性3人のゲノム配列を調べ、血液型を特定して、人類の進化の歴史について考察した。約40種類の血液型が知られているが、研究チームは、通常、輸血用に考えられているABO（A、B、AB、Oの血液型を決定する）とRhの7つの血液型に注目した。 今回の発見は、これまでの仮説を補強するものであると同時に、新たな驚きでもある。これまで、チンパンジーがA型、ゴリラがB型であるように、ネアンデルタール人はすべてO型であると考えられてきたが、研究者らは、これらの

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Edited by Michael D. O'Neill

Michael D. O'Neill

バイオクイックニュースは、サイエンスライターとして30年以上の豊富な経験があるマイケルD. オニールによって発行されている独立系科学ニュースメディアです。世界中のバイオニュース（生命科学・医学研究の動向）をタイムリーにお届けします。バイオクイックニュースは、現在160カ国以上に読者がおり、2010年から6年連続で米国APEX Award for Publication Excellenceを受賞しました。
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